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文檔簡介
1、鋰離子電池具有工作電壓高,比能量大,無記憶效應(yīng),循環(huán)壽命長等優(yōu)異性能,因此在很多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。隔膜是鋰離子電池的重要組成部分,其性能是決定電池綜合性能的重要因素之一。本課題采用物理共混和化學(xué)接枝對(duì)PVDF進(jìn)行改性,然后運(yùn)用靜電紡絲技術(shù)制備改性納米纖維膜,主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
(1)采用靜電紡絲技術(shù)制備了PVDF纖維膜,系統(tǒng)地討論了紡絲參數(shù),得出PVDF的最優(yōu)紡絲參數(shù)為溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)17 wt.%、溶劑為體積比為8.5/
2、1.5的DMF/THF混合溶劑、工作電壓為17 kv、接收距離為18 cm、紡絲速率為0.8 mL/h。
(2)在最佳紡絲條件下,采用靜電紡制備了PVDF/POSS納米纖維膜。電子掃描電鏡圖像清晰顯示納米膜呈現(xiàn)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),PVDF/POSS納米纖維膜的平均纖維直徑比純紡PVDF直徑小。隨著POSS含量的增加,纖維膜的熱穩(wěn)定性和吸液率也顯著提高。最后,將纖維膜裝配紐扣電池測(cè)試了其鋰離子電導(dǎo)率、電化學(xué)穩(wěn)定窗口和界面電阻。加入PO
3、SS后,電紡膜的電導(dǎo)率有所改善,最高達(dá)到2.91×10-3 S/cm,同時(shí)還具有低的界面電阻和良好的電化學(xué)穩(wěn)定窗口(最高達(dá)到5.6 V)。
(3)采用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)法成功制得PVDF-g-PGMA聚合物。然后將納米NH2-POSS接枝到PVDF-g-PGMA聚合物分子鏈上,制備了PVDF-g-PGMA-g-POSS接枝共聚物。通過紅外、核磁、XPS、DSC、TG等測(cè)試方法對(duì)共聚物進(jìn)行表征,PVDF-g-PGMA
4、接枝率為34.1 wt%,PVDF-g-PGMA-g-POSS接枝率約為10wt%,且與純PVDF相比,結(jié)晶度降低。
(4)分別將20 wt%、40 wt%的PVDF-g-POSS接枝共聚物加入PU/PVDF共混體系,運(yùn)用靜電紡絲技術(shù)制備了不同質(zhì)量比的PU/PVDF/PVDF-g-POSS三體系纖維膜。詳細(xì)研究了接枝共聚物PVDF-g-POSS的含量對(duì)電紡纖維膜的纖維表面形貌、吸液率、力學(xué)性能、電化學(xué)性能的等的影響,研究表明:
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