静电纺PMIA纳米纤维锂离子电池隔膜的制备与性能研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leafxzc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
锂离子电池以其电压高、比能量高、循环寿命长、无记忆效应、快速充电、自放电率低、环境污染小等优点成为了近年来应用最广泛的电池。而耐高温动力电池隔膜材料是电池方面重点的研究方向之一。芳纶1313(PMIA)是一种高性能的特种合成纤维,具有超高强度、高模量、耐高温、耐化学腐蚀等优良性能。因此,利用PMIA优异的耐热性和机械性能,将其应用在耐高温动力电池隔膜上将会有很大的发展潜力。本文主要研究了静电纺丝法制备PMIA纳米纤维膜的工艺及其在锂电池隔膜方面的应用。  首先采用单因素变量法探讨了影响静电纺PMIA纳米纤维形态的因素,通过SEM图像及直径分布得到了静电纺PMIA的最佳工艺参数为:纺丝浓度为14%,电压为25KV,进液速率为0.2ml/h,接收距离为16cm。  利用红外、XRD、力学拉伸、TG、DSC、热处理等测试手段表征了PMIA纳米纤维膜的结构、机械性能和热稳定性能。研究结果可知:PMIA纳米纤维具有较高的拉伸应力(13MPa)和断裂伸长率(21.8%),符合隔膜的机械性能要求;薄膜的最大热分解温度为431℃,在260℃之前有着良好的尺寸稳定性,说明PMIA纳米纤维膜具有较高的耐热温度。  采用了接触角测试仪测试了隔膜水接触角,分析了隔膜的极性特点;利用正丁醇法测试了隔膜的孔隙率,并将其与电解液接触,测试了隔膜的吸液率和凝胶化现象。结果表明:PMIA纳米纤维膜的平均接触角为53°,孔隙率高达73.7%,比商品PE膜高出两倍之多。而对六氟磷酸锂电解液的吸液率达到了770%,说明了静电纺PMIA薄膜有着优良的亲水、亲液性能。  将PMIA纳米纤维膜和商品PE隔膜组装成锂离子扣式电池,利用交流阻抗法和线性扫描伏安法测试了隔膜的离子电导率和界面性能、电化学稳定性能和电池充放电循环性能。对比结果可知:PMIA纳米纤维隔膜离子的电导率在0.4-0.8mS/cm之间(平均0.61mS/cm);界面阻抗为190Ω,电化学稳定窗口为0-4.95V; LiCoO2/PMIA/Li基电池的初始放电比容量为137.9mAh/g,初始充放电效率达到了96%,经过50次循环之后,比容量为129.9mAh/g,容量保留率为94.2%,充放电效率均高于98%。并通过对比发现其电化学性能均优于商品PE隔膜。由此可见,PMIA纳米纤维膜在锂离子电池隔膜材料方面具有良好的应用前景。
其他文献
在当前节能减排的大环境下,应用液力透平装置对液体余压能量进行回收再利用越来越受到重视,尤其是在石油化工等流程工业中。随着液体余压越来越高,中高压能量回收液力透平及关键零部件设计的优劣严重影响着能量回收液力透平技术的推广和应用,本文的研究成果能够对中高压液力透平的研发和设计提供一定的参考。本课题为达到对循环氢脱硫工艺中液体余压能量回收的目的,对中高压能量回收液力透平总体及关键零部件的设计方法进行了研
支气管哮喘是当今世界最常见的慢性呼吸道疾病。根据WHO的一份报道,全球有15亿人患有哮喘,这个数字还在继续增长。例如:西欧,哮喘在十年间翻了一番。美国,自从80年代以来,哮喘患者的数字已经超过6%,死亡人数增加了一倍,每年可达5000人,全球性死于这种疾病的人数每年已经超过18万人。我国哮喘发病率接近1%,个别地区高达5%,因此哮喘已成为严重公共卫生问题,引起世界各国的极大关注。最近我国卫生部将哮
线缆组件的布局和装配质量直接影响机电产品的可靠性。布线设计是对线缆组件的结构和路径进行规划的过程,为提高复杂机电产品研发过程中线缆布线设计的效率与质量,本文以粒子群算法为基础,提出一种基于斯坦纳树的用于计算线缆拓扑结构及路径的智能化算法。并研究了基于Pro/Toolkit的参数化几何建模方法,实现了线缆组件的快速三维造型,为产品全数字化样机的快速建立提供了技术途径。本文的主要工作如下:(1)提出了
高校是一个既同社会生活有着千丝万缕联系又有别于社会的特殊人群聚集地,具有青年学生多、公共积聚场所多、文化交流多、重点部位多的特点,容易引发突发事件.
光学三维测量在生产生活中得到了越来越广泛的应用,随着科学技术的进步,对光学三维测量技术也提出了更高的要求,尤其是测量精度方面。本文针对单目结构光三维测量系统,从系统
模具是一种组装件,是典型的单件小批量的面向资源的订货型产品。模具一般包括若干关键部件,在模具实际生产过程中,关键部件统一在装配车间进行组装成为模具产品,对模具产品的生产周期起到了决定性作用。模具自身的这些特点会使模具实际生产出现问题。如果关键部件在订单交货之前很早就完成,那么关键部件不仅会增加车间库存,还可能会占用车间加工资源,以至其他紧急关键部件无法得到及时加工,甚至造成订单拖期。针对此类问题,
钎焊金刚石工具的性能优势已被近年的研究所证明,相比烧结和电镀工艺,钎焊后磨粒结合强度高,这一特征使得磨粒出露较高,容屑空间较大成为可能,因此钎焊金刚石工具具有其他工艺下金
目前,透皮给药系统受到越来越多的关注,它利用皮肤给药,药物通过真皮层的血管网达到吸收给药的目的。在市场上的大多数美容微针是医用不锈钢,但其加工工艺复杂,生产成本过高。随着
在湖北省武汉市24家上市公司中,有正式在籍党员近9000名,党组织400多个,党员在上市企业中占总人数20%以上。面对我国加入世贸组织后面临的机遇与挑战,面对十六大对党的建设提
本论文结合皂洗牢度和反射率曲线考察了棉织物上C.I.分散红60(以下简称红60)的皂洗变色现象,试验了架桥剂浓度和架桥处理工艺、皂洗溶液的pH值(包括皂液的组成)和皂洗工艺以