隨著能源存儲設備的高速發(fā)展,鋰離子電池因其高能量密度和長循環(huán)壽命受到廣泛關注。在鋰離子電池系統(tǒng)中,隔膜起到至關重要的作用,在隔絕正負極的同時允許鋰離子通過,其性能對于電池的充放電性能及安全性能有直接影響。因此,開發(fā)高性能隔膜對電池性能的改善具有積極的作用。首先,通過溶劑熱法制備石榴石型快鋰離子導體鋯酸鑭鋰（LLZO）,分別以不同比例摻入PVDF溶液中,通過靜電紡絲法制備出三種摻LLZO的PVDF-LLZO復合隔膜（2%LLZO,4%LLZO和6%LLZO隔膜）,以Celgard 2400和PVDF為參比隔膜,研究這三種隔膜的微觀形貌、熱穩(wěn)定性、力學性能、電解液親和性及電化學性能。結(jié)果顯示,隨著LLZO摻量的增加,隔膜的熱穩(wěn)定性和力學性能有所提高,電解液親和性增強,摻入量為6%的復合隔膜的電解液吸液率為407%,達到Celgard 2400（140%）的2.9倍,離子電導率為1.453 mS·cm^-1,比Celgard 2400(0.260 mS·cm^-1)提高了4.6倍。其次,利用磁控濺射鍍膜技術在上述6%LLZO隔膜兩側(cè)沉積AlF_... 

【文章來源】：江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：52 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鋰離子電池
    1.2 鋰離子電池隔膜
        1.2.1 鋰離子電池隔膜的性能要求
        1.2.2 鋰離子電池隔膜的類型
        1.2.3 PVDF基鋰離子電池隔膜的研究現(xiàn)狀
    1.3 鋯酸鑭鋰
    1.4 氟化鋁
    1.5 靜電紡絲
    1.6 磁控濺射原理
    1.7 課題研究的主要內(nèi)容及目的
        1.7.1 課題研究的目的及意義
        1.7.2 課題研究的主要內(nèi)容
第二章 PVDF-LLZO復合纖維膜的制備及其物理性能研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗材料與儀器
        2.2.2 石榴石型快鋰離子導體LLZO的制備
        2.2.3 LLZO的晶體形貌表征
        2.2.4 PVDF納米纖維膜的制備
        2.2.5 PVDF-LLZO復合纖維膜的制備
        2.2.6 PVDF-LLZO復合纖維膜的微觀形貌表征
        2.2.7 孔隙率測試
        2.2.8 力學性能測試
        2.2.9 熱學性能測試
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 LLZO的結(jié)構(gòu)與形貌分析
        2.3.2 纖維膜的微觀形貌分析
        2.3.3 纖維膜的孔隙率分析
        2.3.4 纖維膜的力學性能分析
        2.3.5 纖維膜熱學性能分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 PVDF-LLZO復合纖維膜的電化學性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗藥品與實驗儀器
        3.2.2 電解液親和性的研究
        3.2.3 離子電導率測試
        3.2.4 界面阻抗研究
        3.2.5 電化學穩(wěn)定窗口研究
        3.2.6 電池性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 電解液親和性分析
        3.3.2 離子電導率分析
        3.3.3 界面阻抗分析
        3.3.4 電化學穩(wěn)定窗口分析
        3.3.5 充放電性能分析
        3.3.6 循環(huán)性能分析
        3.3.7 倍率性能分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 PVDF-LLZO/AlF_3復合鋰離子電池隔膜的性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗藥品與實驗儀器
        4.2.2 PVDF-LLZO/AlF_3復合隔膜的制備
        4.2.3 PVDF-LLZO/AlF_3復合隔膜的形貌表征
        4.2.4 力學性能研究
        4.2.5 孔隙率及電解液親和性研究
        4.2.6 離子電導率測試
        4.2.7 界面阻抗測試
        4.2.8 電化學穩(wěn)定窗口測試
        4.2.9 電池性能測試
        4.2.10 電解液分解測試
        4.2.11 鋰枝晶生長測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 PVDF-LLZO/AlF_3復合隔膜的形貌分析
        4.3.2 力學性能性分析
        4.3.3 孔隙率及電解液親和性分析
        4.3.4 離子電導率分析
        4.3.5 界面阻抗分析
        4.3.6 電化學穩(wěn)定窗口分析
        4.3.7 充放電性能分析
        4.3.8 循環(huán)性能分析
        4.3.9 倍率性能分析
        4.3.10 電解液分解
        4.3.11 鋰枝晶
    4.4 本章小結(jié)
第五章 主要結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 主要創(chuàng)新
    5.3 展望
致謝
參考文獻
附錄:作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]鋰離子電池PVDF基凝膠電解質(zhì)隔膜的研究進展[J]. 鄭怡磊,王建軍,吳于松,朱偉偉,方敏.  有機氟工業(yè). 2013(04)
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[6]無機固態(tài)鋰離子電解質(zhì)的研究進展[J]. 朱永明,任雪峰,李寧.  化學通報. 2010(12)
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博士論文
[1]二次鋰電池鋰基負極與電解質(zhì)界面研究[D]. 劉思思.上海交通大學 2012
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碩士論文
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本文編號：3508765