發(fā)布時(shí)間：2020-09-11 16:08

　　 聚合物鋰離子電池不僅具有鋰離子電池的各種優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還具有安全性能高,形狀可控,質(zhì)量輕等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。凝膠聚合物電解質(zhì)作為聚合物鋰離子電池的重要組成部分,吸引了很多研究者的目光,以期制備出綜合性能優(yōu)異的聚合物電解質(zhì)。本文以PVDF-HFP作為聚合物電解質(zhì)的基體,利用旋涂法制備電解質(zhì)。通過在體系中加入離子液體、無機(jī)填料等,研究離子液體增塑劑的含量以及無機(jī)填料的用量對(duì)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)和性能的影響,以期制備出高性能的聚合物電解質(zhì)。論文的研究?jī)?nèi)容主要分為以下兩個(gè)部分:(一)基于PVDF-HFP、EMIM TFSI(IL)和LiTFSI的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究。以PVDF-HFP、IL和LiTFSI制備出凝膠聚合物電解質(zhì)。系統(tǒng)研究了IL和PVDF-HFP的比例對(duì)電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性能的影響。研究表明隨著IL含量的增加,體系結(jié)晶度大幅度下降,熱分解溫度升高。此外,電化學(xué)測(cè)試表明,IL的加入能顯著提高GPEs的離子電導(dǎo)率和鋰離子遷移數(shù),特別是,3P/5E/2L電解質(zhì)在30℃下的電導(dǎo)率為2.0×10~(-3)S cm~(-1),鋰離子轉(zhuǎn)移數(shù)為0.53,電化學(xué)窗口為5 V。基于其的LiFePO_4/GPE/Li電池具有99%以上的庫倫效率,在0.1C下循環(huán)50次后,容量保持率約為86%。同時(shí)電解質(zhì)表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能。(二)基于PVDF-HFP、EMIM TFSI(IL)、LiTFSI和rGO-NH_2的凝膠聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究。以PVDF-HFP、IL、LiTFSI和rGO-NH_2制備凝膠聚合物電解質(zhì),并通過XRD、TGA和電化學(xué)工作站等測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)試分析,研究rGO-NH_2的用量對(duì)電解質(zhì)性能的影響。結(jié)果表明,rGO-NH_2的加入降低了電解質(zhì)的結(jié)晶度,提高了熱分解溫度。同時(shí)IL和rGO-NH_2的加入提高了GPEs的離子電導(dǎo)率,樣品3P/5E/2LG-10在30℃時(shí)的離子電導(dǎo)率為2.1×10~(-3)S cm-1,電化學(xué)穩(wěn)定窗口為4.9V,鋰離子遷移數(shù)為0.56,電池測(cè)試結(jié)果表明,以該電解質(zhì)組裝的電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能和倍率性能。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM912
【部分圖文】：

第一章 緒論解質(zhì)概述鋰離子電池工作原理and 在 1978 年首次將 PEO/Li+固體聚合物電解質(zhì)應(yīng)于其優(yōu)越的性能如形狀多樣性、安全性、靈活性、-18]。雖然固態(tài)聚合物電解(SPEs)的安全性能和可靠子電導(dǎo)率較低、電池性能差，基于 SPEs 的鋰離子一步研究[19]。為了滿足電解質(zhì)的使用性能，使其能中加入低分子量的增塑劑（離子液體增塑劑，有機(jī)電解質(zhì)。凝膠聚合物電解質(zhì)體系中，電解質(zhì)的使用體的結(jié)晶度得到了抑制，非晶部分增加，可以顯著率[20]。

圖 1.4 石墨烯及氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖Fig 1.4 The structural diagrams of graphene and graphene oxide1.6 本文的研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)1.6.1 本文研究?jī)?nèi)容現(xiàn)在，鋰離子電池以優(yōu)異的性能，受到越來越廣泛的研究和商業(yè)應(yīng)用。電質(zhì)在鋰離子電池的發(fā)揮著重要的作用，吸引了很多研究者的目光。聚合物電解因其安全性能高，形狀靈活，質(zhì)量輕等優(yōu)異的性能而備受關(guān)注。此外，相對(duì)于統(tǒng)的液態(tài)電解液，聚合物電解質(zhì)具有較高的安全性，形狀可控，抑制樹枝狀枝的生長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因此聚合物電解質(zhì)受到了越來越多的關(guān)注。本文將離子液體或GO 加入到聚合物基體中制備出電解質(zhì)，探索離子液體或者 GO 對(duì) PVDF-HFP 結(jié)性能，熱穩(wěn)定性及電池性能響，通過 X 射線衍射光譜(XRD)，熱重分析儀(TGA表征離子液體、GO 以對(duì) PVDF-HFP 結(jié)晶和熱穩(wěn)定性的影響，通過電化學(xué)工作站究對(duì)離子電導(dǎo)率、鋰離子遷移數(shù)和氧化還原能力的影響，明確離子液體、GO 的量對(duì)電解質(zhì)的作用。綜上所述，本研究?jī)?nèi)容可以總結(jié)為以下兩個(gè)方面：

第二章 離子液體含量對(duì) PVDF-HFP 凝膠聚合物電解質(zhì)性能影響示，當(dāng)在聚合物 PVDF-HFP 中加入 IL 時(shí)，除了在 2 =20.1 和他的衍射峰均消失。此外，隨著 IL 含量的增加，2 =20.1 和，甚至消失。這是因?yàn)?IL 的加入起到了增塑劑作用，打亂了，使無定形區(qū)增加[70]。凝膠聚合物電解質(zhì)中的非晶區(qū)域有利于的加入也能促進(jìn)聚合物的鏈段運(yùn)動(dòng)，從而提高凝膠聚合物電解

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