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《浙江大学》 2005年
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锂离子电池中聚合物电解质多孔膜的制备及其结构与性能研究

操建华  
【摘要】:聚合物锂离子电池是在液态锂离子电池的基础上发展起来的第二代可充电锂离子电池。它具有比能量高,电性能优良,不漏液,抗过充电,结构简单,可以制成任意形状的超薄形电池的特点,广泛的应用于电动汽车、移动通讯等场合,因此对聚合物电解质膜的需求也日渐增加。以偏氟乙烯均聚物和共聚物为基体的聚合物电解质体系,由于具有良好的综合性能,得到了众多研究者的关注。以往的研究主要集中在对其性能特别是用于电池的有关性能的研究,迄今对聚合物电解质膜的制备方法及其对膜结构和性能的影响的研究很少报道。本论文主要研究聚合物电解质膜的制备技术及其结构与性能的关系。 研究了浸没沉淀法制备聚合物电解质膜的各种影响因素,对于结晶性聚合物PVDF-HFP而言,存在固—液(S-L)相分离和液—液(L-L)相分离两种机理,通过浊度法对体系相平衡热力学进行研究,测定了制膜液体系的S-L相分离的结晶线。光透射法测试了不同制膜液体系和不同制膜条件下的相分离动力学过程,发现当改变制膜液体系或制备条件时,可使瞬时相分离向延时相分离转变,从而得到不同的膜结构。结合制备得到的膜结构可知,瞬时相分离得到的膜为致密皮层和指状大孔亚层结构,而延时相分离得到的膜为致密皮层和海绵状亚层结构。具有指状孔结构的膜采用电解质活化之后的电导率比海绵状孔结构的电导率高。 研究了PVDF-HFP中HFP含量变化对浸没沉淀法制备的聚合物多孔膜结构和性能的影响。当HFP的含量从0mol%,5mol%增加到12mol%时,聚合物膜的熔点从163℃,155℃下降到143℃,并且膜的结晶度也随着HFP含量的增大而减小;结晶度低有利于聚合物多孔膜对电解液的吸收和溶胀,因此聚合物中HFP的含量越高,得到的膜孔隙率、吸液率和电导率越大。 通过对浸没沉淀法制备聚合物多孔膜时溶剂/非溶剂对选择的研究发现:当DMAc、DMF、DMSO、NMP、TEP为溶剂,水为非溶剂时,这五种制膜液相分离所需要水的量为NMPDMAcDMFTEPDMSO;发生相分离的时间为DMFDMAcNMPDMSOTEP;采用TEP为溶剂时,得到海绵状结构的膜,而采用其它溶剂时得到致密皮层下面是指状大孔及海绵状孔结构的膜;PVDF-HFP膜的孔隙率、N_2通量、吸液率与电导率按照DMFDMAcDMSONMPTEP的顺序变化。当采用醇类为非溶剂、DMAc为溶剂时,发生相分离所需要非溶剂的量按照MeOH,EtOH,i-PrOH的顺
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM912

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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3 李为立;锂离子电池用凝胶聚合物电解质的设计、制备与表征[D];浙江大学;2007年
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【参考文献】
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9 关爽;功能性纳米碳酸钙的制备及性质研究[D];吉林大学;2011年
10 刘一婷;基于酞菁铜的太阳能电池的研究[D];大连理工大学;2011年
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1 王云英;聚氨酯中空纤维阻尼材料的制备工艺及性能研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李玮;甲醛和乙二醛接枝聚丙烯酰胺聚合物的合成和絮凝性能研究[D];广西师范学院;2010年
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【同被引文献】
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【二级引证文献】
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3 彭庆文;锂过量过渡金属氧化物锂离子电池正极材料的研究[D];天津大学;2010年
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【相似文献】
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