王姗姗:聚酰亚胺/纤维素锂电池隔膜纸的纸页结构及性能研究论文

王姗姗:聚酰亚胺/纤维素锂电池隔膜纸的纸页结构及性能研究论文

本文主要研究内容

作者王姗姗(2019)在《聚酰亚胺/纤维素锂电池隔膜纸的纸页结构及性能研究》一文中研究指出:随着科学技术的飞速发展,电池应用愈加广泛。锂离子电池因其拥有高能量密度,稳定的循环特性,低放电率和高工作电压,成功应用于手机、电脑和相机等便携式电子设备,还有望应用于电动汽车以及能源存储系统。锂离子电池由正极、负极、电解质和隔膜等部分构成。隔膜在正极和负极之间以防止两电极的直接接触引起的电池内部短路,同时实现电池充放电时锂离子的自由转移。论文主要对聚酰亚胺/纤维素电池隔膜纸的结构和性能进行了研究,以聚酰亚胺纤维为基体材料,辅以氧化处理的细菌纤维素,采用传统湿法造纸工艺并结合真空吸附工艺,生产热稳定性能、电解质润湿性能、机械性能优异的电池隔膜纸。主要研究内容包括:(1)采用物理打浆方式处理聚酰亚胺纤维,探究合理的打浆程度以得到适于制备电池隔膜纸基材的纤维形态。通过显微镜观察不同打浆程度的纤维形态。将不同程度打浆处理后的聚酰亚胺纤维通过湿法抄纸的方式抄造出定量为25 g/m2的纸基材料,通过透气度和抗张强度来衡量其作为隔膜基材的合理打浆程度。采用TEMPO氧化法处理细菌纤维素。在氧化细菌纤维素过程中通过改变氧化剂-H用量调节氧化程度,通过原子力显微镜的观察以及羧基含量的计算,并通过检测透气度和机械强度来探究适用于填补聚酰亚胺基材孔隙制备电池隔膜纸的合理用量。研究结果表明:随着打浆时间的增加,聚酰亚胺纤维变得越来越短。未打浆的聚酰亚胺纤维抗张强度为37 N·m·g-1,打浆1h后抗张强度降到19.4 N·m·g-1,随着打浆时间的增加到5 h,聚酰亚胺基纸的抗张强度降到8.2 N·m·g-1。未打浆的聚酰亚胺基纸在200 Pa下,透气度为582 mm/s,打浆至5 h时,透气度降到220 mm/s。细菌纤维素的氧化程度随着氧化剂-H用量的增加而增加,纤维变得越来越细。添加了氧化剂-H用量为1 mmol·g-1处理的细菌纤维素后,抗张强度为16.56 N·m·g-1,比未添加细菌纤维素的聚酰亚胺基纸抗张强度提升了120.8%。未添加细菌纤维素的聚酰亚胺基纸在200 pa下的透气度为257 mm/s,添加了氧化剂-H用量为1mmol·g-1处理的细菌纤维素后,透气度降低为12.5 mm/s。(2)采用打浆5 h的聚酰亚胺纤维制备电池隔膜纸基材,干燥后采用真空吸附的方法在其表面吸附氧化剂-H添加量为1 mmol·g-1处理的细菌纤维素,制备得到聚酰亚胺/纤维素电池隔膜纸。探究不同添加量的细菌纤维素对于复合隔膜性能的影响。选出最优添加配方,通过扫描电镜、显微CT、热重分析、热收缩、交流阻抗性能以及电池性能测试等进一步探究隔膜的结构以及电化学性能。研究结果表明:聚酰亚胺/纤维素复合电池隔膜在热收缩、电解质润湿性和离子电导率等性能都得到显著提升。该复合隔膜在200℃下的热收缩率<1%,抗张强度为16.56N·m·g-1,孔隙率为67.69%,吸液率为255%,离子电导率为1.62 mS/cm。聚酰亚胺/纤维素复合电池隔膜相较于商业化的Celgard2340隔膜有优异的稳定循环性能和良好的倍率性能。聚酰亚胺/纤维素复合电池隔膜表现出优异的安全特性,表明了该复合隔膜可以作为高端锂离子电池的候选材料。

Abstract

sui zhao ke xue ji shu de fei su fa zhan ,dian chi ying yong yu jia an fan 。li li zi dian chi yin ji yong you gao neng liang mi du ,wen ding de xun huan te xing ,di fang dian lv he gao gong zuo dian ya ,cheng gong ying yong yu shou ji 、dian nao he xiang ji deng bian xie shi dian zi she bei ,hai you wang ying yong yu dian dong qi che yi ji neng yuan cun chu ji tong 。li li zi dian chi you zheng ji 、fu ji 、dian jie zhi he ge mo deng bu fen gou cheng 。ge mo zai zheng ji he fu ji zhi jian yi fang zhi liang dian ji de zhi jie jie chu yin qi de dian chi nei bu duan lu ,tong shi shi xian dian chi chong fang dian shi li li zi de zi you zhuai yi 。lun wen zhu yao dui ju xian ya an /qian wei su dian chi ge mo zhi de jie gou he xing neng jin hang le yan jiu ,yi ju xian ya an qian wei wei ji ti cai liao ,fu yi yang hua chu li de xi jun qian wei su ,cai yong chuan tong shi fa zao zhi gong yi bing jie ge zhen kong xi fu gong yi ,sheng chan re wen ding xing neng 、dian jie zhi run shi xing neng 、ji xie xing neng you yi de dian chi ge mo zhi 。zhu yao yan jiu nei rong bao gua :(1)cai yong wu li da jiang fang shi chu li ju xian ya an qian wei ,tan jiu ge li de da jiang cheng du yi de dao kuo yu zhi bei dian chi ge mo zhi ji cai de qian wei xing tai 。tong guo xian wei jing guan cha bu tong da jiang cheng du de qian wei xing tai 。jiang bu tong cheng du da jiang chu li hou de ju xian ya an qian wei tong guo shi fa chao zhi de fang shi chao zao chu ding liang wei 25 g/m2de zhi ji cai liao ,tong guo tou qi du he kang zhang jiang du lai heng liang ji zuo wei ge mo ji cai de ge li da jiang cheng du 。cai yong TEMPOyang hua fa chu li xi jun qian wei su 。zai yang hua xi jun qian wei su guo cheng zhong tong guo gai bian yang hua ji -Hyong liang diao jie yang hua cheng du ,tong guo yuan zi li xian wei jing de guan cha yi ji suo ji han liang de ji suan ,bing tong guo jian ce tou qi du he ji xie jiang du lai tan jiu kuo yong yu tian bu ju xian ya an ji cai kong xi zhi bei dian chi ge mo zhi de ge li yong liang 。yan jiu jie guo biao ming :sui zhao da jiang shi jian de zeng jia ,ju xian ya an qian wei bian de yue lai yue duan 。wei da jiang de ju xian ya an qian wei kang zhang jiang du wei 37 N·m·g-1,da jiang 1hhou kang zhang jiang du jiang dao 19.4 N·m·g-1,sui zhao da jiang shi jian de zeng jia dao 5 h,ju xian ya an ji zhi de kang zhang jiang du jiang dao 8.2 N·m·g-1。wei da jiang de ju xian ya an ji zhi zai 200 Paxia ,tou qi du wei 582 mm/s,da jiang zhi 5 hshi ,tou qi du jiang dao 220 mm/s。xi jun qian wei su de yang hua cheng du sui zhao yang hua ji -Hyong liang de zeng jia er zeng jia ,qian wei bian de yue lai yue xi 。tian jia le yang hua ji -Hyong liang wei 1 mmol·g-1chu li de xi jun qian wei su hou ,kang zhang jiang du wei 16.56 N·m·g-1,bi wei tian jia xi jun qian wei su de ju xian ya an ji zhi kang zhang jiang du di sheng le 120.8%。wei tian jia xi jun qian wei su de ju xian ya an ji zhi zai 200 paxia de tou qi du wei 257 mm/s,tian jia le yang hua ji -Hyong liang wei 1mmol·g-1chu li de xi jun qian wei su hou ,tou qi du jiang di wei 12.5 mm/s。(2)cai yong da jiang 5 hde ju xian ya an qian wei zhi bei dian chi ge mo zhi ji cai ,gan zao hou cai yong zhen kong xi fu de fang fa zai ji biao mian xi fu yang hua ji -Htian jia liang wei 1 mmol·g-1chu li de xi jun qian wei su ,zhi bei de dao ju xian ya an /qian wei su dian chi ge mo zhi 。tan jiu bu tong tian jia liang de xi jun qian wei su dui yu fu ge ge mo xing neng de ying xiang 。shua chu zui you tian jia pei fang ,tong guo sao miao dian jing 、xian wei CT、re chong fen xi 、re shou su 、jiao liu zu kang xing neng yi ji dian chi xing neng ce shi deng jin yi bu tan jiu ge mo de jie gou yi ji dian hua xue xing neng 。yan jiu jie guo biao ming :ju xian ya an /qian wei su fu ge dian chi ge mo zai re shou su 、dian jie zhi run shi xing he li zi dian dao lv deng xing neng dou de dao xian zhe di sheng 。gai fu ge ge mo zai 200℃xia de re shou su lv <1%,kang zhang jiang du wei 16.56N·m·g-1,kong xi lv wei 67.69%,xi ye lv wei 255%,li zi dian dao lv wei 1.62 mS/cm。ju xian ya an /qian wei su fu ge dian chi ge mo xiang jiao yu shang ye hua de Celgard2340ge mo you you yi de wen ding xun huan xing neng he liang hao de bei lv xing neng 。ju xian ya an /qian wei su fu ge dian chi ge mo biao xian chu you yi de an quan te xing ,biao ming le gai fu ge ge mo ke yi zuo wei gao duan li li zi dian chi de hou shua cai liao 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自齐鲁工业大学的王姗姗,发表于刊物齐鲁工业大学2019-08-27论文,是一篇关于复合隔膜论文,聚酰亚胺论文,细菌纤维素论文,热稳定性论文,齐鲁工业大学2019-08-27论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自齐鲁工业大学2019-08-27论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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