發(fā)布時間：2021-10-19 23:23

　　聚烯烴類隔膜熱穩(wěn)定性差、電解液親和性差、孔隙率低,嚴重影響電池的安全性能及倍率與循環(huán)性能,而電紡纖維膜由于比表面積大、孔隙率高,組成可控性高等優(yōu)勢而被用于新型鋰離子電池隔膜研究中,但電紡纖維膜是由纖維隨機堆砌而成,纖維間幾乎沒有結(jié)合力,致使其力學性能較差;此外,電池發(fā)生熱失控引起著火或爆炸的安全問題是限制動力鋰離子電池發(fā)展關(guān)鍵因素,解決鋰離子電池的熱失控問題,是當前研究人員關(guān)注的重點。本文針對上述兩個問題,采用靜電紡絲技術(shù)制備同軸鋰離子電池隔膜,對其改性來提高力學性能,并嘗試在同軸纖維膜表面涂敷功能微球賦予其自主熱關(guān)閉功能,有效防止熱失控發(fā)生。首先通過靜電紡絲技術(shù)制備了具有芯殼結(jié)構(gòu)的同軸纖維膜,其中聚偏氟乙烯（PVDF）為殼層,聚醚酰亞胺（PEI）為芯層,然后采用熱壓技術(shù)對其進行熱壓處理,探討合適的熱壓參數(shù),測試其力學性能,發(fā)現(xiàn)熱壓之后同軸纖維膜的力學性能大幅提高,斷裂強度提高近4-6倍,0.08MPa、170℃時,同軸纖維膜斷裂強度為11.49MPa,是未熱壓處理的4倍;根據(jù)吸液率與孔隙率測及電化學性能測試結(jié)果,最終選取最為合適的熱壓參數(shù)為0.08MPa、170℃;采用0.08MPa... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學黑龍江省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同熱壓溫度與熱壓壓力下處理30min的同軸纖維膜SEM圖與直徑分布圖及其(h)未熱壓的同纖

哈爾濱理工大學理學碩士學位論文-20-圖3-2未熱處理同軸纖維膜（a）與0.04MPa、160℃（b），0.04MPa、170℃（c），0.04MPa、180℃（d），0.08MPa、160℃（e），0.08MPa、170℃（f），0.08MPa、180℃（g）熱處理30min的紅外譜圖Figure.3-2infraredspectraofunheat-treatedcoaxialfibermembrane(a)with0.04MPa,160℃(b),0.04mpa,170℃(c),0.04mpa,180℃(d),0.08MPa,160℃(e),0.08mpa,170℃(f),0.08mpa,180℃(g)for30min

哈爾濱理工大學理學碩士學位論文-21-3.1.3熱壓處理前后PEI/PVDF同軸纖維膜的XRD表征對同軸纖維膜進行XRD測試，以表征其在熱壓處理過程中結(jié)晶形態(tài)的變化，結(jié)果顯示在3-3中。圖3-3.未熱處理同軸纖維膜（a）與0.04MPa、160℃（b），0.04MPa、170℃（c），0.04MPa、180℃（d），0.08MPa、160℃（e），0.08MPa、170℃（f），0.08MPa、180℃（g）熱處理30min后的XRD曲線Figure.3-3XRDcurvesofunheat-treatedcoaxialfibermembrane(a)with0.04MPa,160℃(b),0.04mpa,170℃(c),0.04mpa,180℃(d),0.08MPa,160℃(e),0.08mpa,170℃(f),0.08mpa,180℃(g)for30min圖3-3中數(shù)據(jù)顯示，在2θ=20.2o處出現(xiàn)強衍射峰，此峰為聚偏氟乙烯β晶相中（110）和（200）晶面特征衍射峰的總和[44]，同時在2θ=18.2o處有一個很弱的肩峰，此峰對應(yīng)α晶相（020）晶面的特征衍射峰，可以觀察到，熱壓處理前后同軸纖維膜衍射峰的位置并無變化，意味著材料的晶型結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生變化，隨著熱壓溫度與壓力的增加，纖維膜X射線衍射峰的強度增強，說明熱壓處理后同軸纖維膜的結(jié)晶度有所增強；曲線（f）與（g）在2θ=36.3°處顯示較強吸收峰，對應(yīng)β晶相（200）晶面衍射峰，而未熱壓處理之前并未顯示此處有吸收峰，意味著熱壓處理有助于纖維膜β晶相的形成；這是因為同軸纖維膜外殼（PVDF）在熱壓處理時，高分子鏈段受熱蜷縮，加壓后，使得分子鏈在一定范圍內(nèi)發(fā)生移動和有序排列，結(jié)果導致纖維膜結(jié)晶度增加。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3445796