有機和無機顆粒涂覆聚丙烯微孔膜的制備及性能研究.pdf

1、分類號：UDC：密級：學(xué)校代號：11845學(xué)號：2111302057廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工程碩士)有機和無機顆粒涂覆聚丙烯微孑L膜的制備及性能研究黃曉蕊校內(nèi)導(dǎo)師姓名、職稱：校外導(dǎo)師姓名、職稱：學(xué)科(專業(yè))或領(lǐng)域名稱：學(xué)生所屬學(xué)院：論文答辯日期：摘要摘要在鋰離子電池中，隔膜主要作用是防止正負極物理接觸，同時作為電解液儲存庫促進離子傳導(dǎo)。聚烯烴微孔膜具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，孔隙率高和生產(chǎn)工藝簡單等優(yōu)點。隨著動力汽車和儲能器件的發(fā)展。對于

2、隔膜性能要求也在提高，目前聚烯烴微孔膜主要存在兩方面問題，一是耐熱性不足，當電池過熱時發(fā)生破膜，引起電池短路，第二是與電解液親和力較差。目前主要通過在聚烯烴微孔膜表面涂覆有機／無機涂層解決這一問題。本論文以聚乙烯醇(PvA)作為粘結(jié)劑，勃姆石和聚偏氟乙烯(PVDF)作為涂覆顆粒，制備兩種復(fù)合隔膜。研究勃姆石和聚乙烯醇對涂覆隔膜氣體透過性、高溫結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、電解液吸附性和涂覆漿料粘度等性能的影響。利用不同粒徑勃姆石涂覆隔膜和不同結(jié)晶度聚偏氟

3、乙烯涂覆隔膜組裝成電池，通過循環(huán)充放電測試儀、電化學(xué)工作站等方法對樣品進行表征，研究電化學(xué)性能，表征電池容量保持性、倍率性能和阻抗表現(xiàn)。隨著勃姆石用量增多，漿料粘度增加，涂覆隔膜厚度、耐熱性、吸液率增加。涂覆隔膜透氣性能下降。當勃姆石質(zhì)量百分比超過10％時，其空氣透過率下降明顯，而涂覆隔膜耐熱性、吸液率差別不大。同樣當聚乙烯醇用量超過12％，其涂覆隔膜性能變化趨勢與不同質(zhì)量比勃姆石變化趨勢相當。在保持隔膜具有一定通過性情況下，耐熱性和吸

4、液率需最優(yōu)化，故選取勃姆石用量為10％，聚乙烯醇用量為12％時，配方最佳。其次，根據(jù)以上漿料配方，選用粒徑為O78pm、1039m和1729m勃姆石涂覆聚丙烯微孔膜。隨著勃姆石顆粒尺寸增加，涂覆層孔隙變大。粒徑0789m勃姆石涂覆隔膜具有最大堆積密度。涂覆隔膜表現(xiàn)出高耐熱和強親液性能。聚丙烯微孔膜與涂覆隔膜的電化學(xué)穩(wěn)定窗口差別不大，表明涂覆隔膜適用于鋰離子電池體系。與未涂覆聚丙烯微孔膜，粒徑1039m或1729m勃姆石涂覆隔膜相比，粒徑