PVDF-PSF共混鋰離子電池隔膜的制備結(jié)構(gòu)調(diào)控.pdf

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得云洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：尹瑩7弓簽字日期：刀，弘年鄉(xiāng)月夕日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解丞洼王些太堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論

2、文的規(guī)定。特授權(quán)—丟洼王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名：袒巧導(dǎo)師簽名：桐伊了簽字日期：勿，≯年弓月，日簽字日期：刃驢年弓月歲日中文摘要鋰離子電池已廣泛應(yīng)用于二次充電設(shè)備，便攜式電子產(chǎn)品，電動交通工具，大型動力電源等領(lǐng)域。隔膜是其關(guān)鍵內(nèi)層組件之一

3、，其主要作用是物理上分隔正負(fù)極，防止電池內(nèi)部短路，同時允許電解質(zhì)離子自由通過，完成電化學(xué)充放電過程。聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)是目前主要的鋰離子電池隔膜材料，然而由于聚烯烴材料結(jié)晶度高、極性低導(dǎo)致隔膜存在兩大瓶頸：(1)離子電導(dǎo)率低：(2)保液能力差，電解液易泄漏。這已經(jīng)嚴(yán)重影響了鋰離子電池的性能。網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)因其孔隙率高，孔徑分布窄，孔的貫通性好，利于載流子的遷移，較為適合作為鋰離子電池隔膜的孔結(jié)構(gòu)。半結(jié)晶性的聚偏氟乙烯(PVDF)

4、具有良好的力學(xué)性能及電化學(xué)穩(wěn)定性，在用作鋰離子電池隔膜材料方面己顯示出巨大的潛力。熱致相分離技術(shù)(TIPS)是制備多孔膜的常用方法之一，其成膜影響因素少、孔結(jié)構(gòu)容易控制，所制備的多孔膜力學(xué)強(qiáng)度好、孔徑分布窄。而利用共混技術(shù)可有效調(diào)節(jié)膜的孔結(jié)構(gòu)，為制備網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)提供可能。聚砜(PSF)是常用的一種與PVDF共混的膜材料。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，PSF的加入能夠影響PVDF與溶劑之間的相互作用，調(diào)節(jié)體系的相分離過程從而達(dá)到調(diào)控膜孔結(jié)構(gòu)的目的。在本文中，

5、首先通過TIPS法制備出了PVDF／PSF共混多孔膜。然后將所制得的共混多孔膜浸入電解液(LiPF6／EC／EMC／DMC)eP活化成聚合物電解質(zhì)。最后，將聚合物電解質(zhì)組裝成扣式電池測試其電化學(xué)性能。本文分別考察了PSF／PVDF質(zhì)量比對“PVDF／PSF／稀釋劑“體系相圖、膜孔形貌、結(jié)晶度、結(jié)晶結(jié)構(gòu)以及孔隙率的影響。同時也考察了PSF／PVDF質(zhì)量比對對應(yīng)聚合物電解質(zhì)的吸液率，漏液率，離子電導(dǎo)率，電化學(xué)穩(wěn)定窗口以及組裝成電池后電池的循

6、環(huán)性能和倍率性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)隨著PSF／PVDF質(zhì)量比的增大，體系的動態(tài)結(jié)晶溫度(Tc)升高，球狀粒子結(jié)構(gòu)數(shù)目變多粒徑變小，并且在共混膜部分區(qū)域出現(xiàn)了網(wǎng)狀孔結(jié)構(gòu)。在一定PSF／PVDF質(zhì)量比內(nèi)共混膜的吸液率及對應(yīng)聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率隨著PSF／PVDF質(zhì)量比的增大而增大。吸液率和室溫離子電導(dǎo)率的最大值分別為12976％冪D203x10一Slcm。與純PVDF聚合物電解質(zhì)相比，由PVDF／PSF共混聚合物電解質(zhì)組裝的電池表現(xiàn)出更好