1、單位代碼 1 0 4 7 6學(xué) 號(hào) 1 5 0 3 1 8 3 0 8 6分類(lèi)號(hào) T M 9 1 lI I I I I I I I I I IP I I I I I I I I I IY 3 4 3 6 7 2 1 河南衙瓤大孳碩士學(xué)位論文靜電紡絲法制備鋰電隔膜的性能研究專(zhuān)業(yè)學(xué)位領(lǐng)域：材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)學(xué)位類(lèi)別： 工學(xué)碩士申 請(qǐng) 人： 馬文豪指導(dǎo)教師：楊書(shū)廷教授尹艷紅教授二。一八年五月摘要當(dāng)前，可充電的鋰離子二次電池( L I B s

2、) 由于具有高能量／功率密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命，無(wú)記憶效應(yīng)等特點(diǎn)，已經(jīng)成為現(xiàn)有的能源儲(chǔ)備技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)備不可或缺的重要部分，通常多用于各種便攜式電子設(shè)備，如筆記本電腦和手機(jī)等。最近，在電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)自行車(chē)和電動(dòng)工具等領(lǐng)域也開(kāi)始應(yīng)用。隔膜作為鋰離子電池的重要組成部分，可以將鋰離子電池陽(yáng)極和陰極物理分隔開(kāi)來(lái)，從而達(dá)到避免電池內(nèi)部短路的基本要求，與此同時(shí)允許電解液中的鋰離子自由穿梭遷移，并阻止電子穿透隔膜。目前，通過(guò)干法過(guò)程或濕法過(guò)程制備的多微孔聚烯

3、烴隔膜，如聚丙烯( P P ) 和聚乙烯( P E ) 由于其優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定的化學(xué)性而得到廣泛應(yīng)用。然而，聚烯烴隔膜的耐高溫性差、孔隙率低和對(duì)電解液的潤(rùn)濕保液性差等問(wèn)題影響了其在高比能動(dòng)力鋰離子電池中的應(yīng)用。因此，選擇適合動(dòng)力鋰離子電池的隔膜材料對(duì)于保證電池的容量發(fā)揮、穩(wěn)定性和安全性是非常重要的。靜電紡絲技術(shù)是近幾年迅速發(fā)展起來(lái)的一種新的制膜技術(shù)，它是通過(guò)高壓電場(chǎng)作用于高分子溶液或者熔融狀態(tài)的高分子，在接收板上形成納米纖維膜。這種

4、膜具有3 D 的空間結(jié)構(gòu)，因而比表面積大、孔隙率和吸液保液率高。本論文嘗試用靜電紡絲法，設(shè)計(jì)全新的鋰離子電池隔膜，并對(duì)其物理和電化學(xué)性能進(jìn)行表征。具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容如下：1 ．采用耐高溫的聚丙烯腈( P A N ) 為內(nèi)芯核層材料、高親液性質(zhì)的聚偏氟乙烯六氟丙烯共聚物( P V D F ．H F P ) 為外部殼層材料，通過(guò)靜電紡絲工藝制備具有核殼結(jié)構(gòu)的紡絲隔膜。結(jié)果表明，紡絲膜在親液性、孔隙率、耐熱性、離子電導(dǎo)率和電化學(xué)窗口等方面，都優(yōu)于

5、P E 膜。采用這種隔膜組裝成的磷酸鐵鋰扣式電池在0 ．1 c 倍率下充放電1 0 0次后，電池放電比容量從1 5 9 ．4m A h g 。1 降到1 5 8 ．4n l A hg ～，容量保持率高達(dá)9 9 ．4 ％，同樣條件下，采用P E 隔膜組裝的電池容量保持率僅為9 6 ．2 ％。在1 0 C 時(shí)，由P A Y @ P V D F ．H F P 隔膜組裝的電池放電比容量比P E 隔膜的高約4 3 ．4 ％。2 ．采用靜電紡絲工藝