高热稳定性锂离子电池纳米纤维隔膜的制备及性能研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuelin_1985
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隔膜作为锂离子电池的重要组成部分之一,对锂离子电池的电池安全性能及循环性能具有很大影响。优秀的热稳定性能的锂离子电池隔膜材料对大容量和高温锂离子电池的研究有重要意义。本文以细菌纤维素水凝胶为原材料,用物理和化学相关处理方法得到性能良好的细菌纤维素膜及细菌纤维素复合膜。  本文的主要工作内容有:  (1)采用压缩干燥法以细菌纤维素水凝胶为原材料制备BC膜,并对其的热化学稳定性,机械强度,微观形貌以及电化学性能等进行了测试和分析。拉伸实验测试表明,BC膜的最大拉伸强度为78MPa,具有比较良好的拉伸强度,而且具有很大的杨氏模量;接触角测试表明,对比与商业隔膜,BC膜对于锂离子电池液态有机电解液具有更好的浸润性;交流阻抗测试结果表明,吸收锂离子电池液态电解液的BC膜的锂离子电导率在室温条件下就已经能够达到1.0×10-3S cm-1。组装成纽扣电池进行电池测试,表明以BC隔膜组装的锂电池具有良好的充放电循环性能和倍率充放电性能。  (2)利用原位生长法在细菌纤维素凝胶中原位生长无机粒子 SiO2制取BC/SiO2细菌纤维素复合膜,对改性过后的细菌纤维素膜通过SEM扫描、TGA测试和电池测试等。经过交流阻抗分析发现,随着无机粒子 SiO2的加入,吸收电解液的BC/SiO2复合膜的锂离子电导率得到提高;SiO2的加入也提高了细菌纤维素复合膜对于液态电解液的吸液能力和浸润性。通过TGA热重测试,说明SiO2粒子的加入提高了细菌纤维素复合隔膜的热稳定性能;锂电池充放电循环测试和充放电倍率测试表明该BC/SiO2复合膜比BC膜具有更好的锂电池循环性能和倍率放电性能。
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