【摘 要】
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锂离子电池由于具有工作电压高、比能量大、自放电率小、无记忆效应、环境友好等优点迅速得到了市场的认可,但是装备在电池内部的隔膜仍然存在不足,由于传统的隔膜由聚烯烃类聚
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锂离子电池由于具有工作电压高、比能量大、自放电率小、无记忆效应、环境友好等优点迅速得到了市场的认可,但是装备在电池内部的隔膜仍然存在不足,由于传统的隔膜由聚烯烃类聚合物制备,所以其亲液性能、与极片的接触性均较差,这就造成了电池内部阻抗迅速地增加等弊端。
本研究通过非织造布基浸渍法和静电纺丝非织造法两种方法制备可凝胶化聚合物锂离子电池隔膜,有效的改善了传统隔膜上述缺点。在非织造布基浸渍法中,优选出了最佳浸渍浓度为10%,通过该工艺制备的隔膜孔隙率达到72%,吸液倍率上升到125%,断裂强力增加到80.4N,将该隔膜装备到扣式电池中,获得了4.5V的电化学稳定窗口,电导率为0.85mS/cm,经过30次的充放电循环表现出较对比膜(商品化隔膜)更为稳定的充放电平台和更低的容量衰减。在此基础上,添加纳米ZnO颗粒进行功能改性,改性后的隔膜在界面阻抗增长方面得到了很好的抑制,由原来10个循环增长到210Ω降低到130Ω。在静电纺丝非织造法中,通过RSM数学建模获得了符合样本的多项式模型,优选出了最佳工艺参数:丙酮混比为15.2%,PVDF质量分数为19.84%,电场强度为1.27Kv/cm,制备的纳米纤维隔膜吸液倍率达到300%,将该隔膜装备到扣式电池中,本体阻抗下降到1.5Ω,电导率为1.06mS/cm,10次循环后的界面阻抗为110Ω,体现出了较对比膜和非织造布基浸渍法隔膜更大的优势,经过30次充放电循环后,获得了较对比膜稳定的充放电平台,且与对比膜性比,容量衰减较低。在本研究的组后,探索了静电纺丝非织造法制备的纳米膜的增强方法。
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