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电子电工毕业论文范文
电纺EVOH磺酸锂_PU复合型聚合物电解质的研究
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毕业论文范文题目:
电纺EVOH磺酸锂_PU复合型聚合物电解质的研究
,论文范文关键词:
电纺EVOH磺酸锂_PU复合型聚合物电解质的研究
电纺EVOH磺酸锂_PU复合型聚合物电解质的研究毕业论文范文介绍开始:
电纺EVOH磺酸锂_PU复合型聚合物电解质的研究,硕士学位论文,共57页。
摘要:聚合物型锂离子电池由于其优良的电化学性能及小型化、薄型化等优点成为锂离子电池研究的热点,聚合物电解质作为聚合物型锂离子电池的核心部件,其性能的好坏对电池性能的优劣起到了决定性的作用。目前研究较多的是吸液率较高、保液性较好的多孔型聚合物电解质,而制备多孔薄膜较理想的方法是高压静电纺丝法,但由于高压静电纺丝法制备的薄膜力学性能较差,限制了其实际应用。
EVOH-SO3Li 作为聚合物电解质在锂离子迁移过程中可以提供锂离子,提高电池的锂离子迁移数,缩短充电时间,同时可以增强聚合物电解质与电极之间的界面稳定性。本文首先合成了 EVOH-SO3Li,再将 EVOH-SO3Li 纺丝液与封端型聚氨酯预聚体(PUR)共混,利用高压静电纺丝法制备双组份复合膜。引入 PUR 的目的是利用其聚合反应,形成 EVOH-SO3Li/PU 半互穿网络,改善高压静电纺丝薄膜的力学性能。
首先探讨高压静电纺丝各项参数对 EVOH-SO3Li 薄膜纤维形貌的影响。利用扫描电镜(SEM)对薄膜微观形貌进行表征。得到了 EVOH-SO3Li 体系的最佳静电纺丝条件:EVOH-SO3Li 纺丝液浓度 40 wt% 、接收距离20 cm、工作电压 20 kV、流量 0.3 ml/h。
向 EVOH-SO3Li 纺丝液中加入 PUR,在 EVOH-SO3Li 的最佳纺丝条件下进行静电纺丝,将无纺布薄膜置于一定温度条件下,进行解封聚合得到EVOH-SO3Li/PU 复合膜,利用力学性能测试及 SEM 进行表征,以确定
PUR 的加入量对复合薄膜力学性能及微观结构的影响。结果表明,随着PUR 加入量的增加,薄膜的拉伸强度提高,当 PUR 的加入量为 6 wt%时,复合薄膜的力学性能较好,微观形貌清晰,纤维直径细且分布均匀,随着
PUR 加入量的继续增加,有纤维直径增加、孔隙率下降的趋势。
对上述两种复合薄膜进行红外测试(FTIR)、SEM、力学性能和电化学性能测试后,结果表明,PUR 加入量为 6 wt%的 EVOH-SO3Li/PU 复合膜与EVOH-SO3Li 薄膜相比,薄膜的拉伸强度由 EVOH-SO3Li 的 4.1 MPa 提高到
10.3 MPa;孔隙率由 67%降低到 66%,但吸液率由 393%提高到 427%;离子电导率由 0.20×10-3 s/cm 提高到 0.44×10-3 s/cm;锂离子迁移数由 0.73 升高到 0.74,目前已有的聚合物电解质体系的锂离子迁移数小于 0.5;循环充放电测试表明,100 个循环后,电池的比容量保持有初始比容量的 98%以上。
结果表明,PUR 的加入有效地增加了静电纺丝薄膜的力学性能、吸液率、离子电导率,锂离子迁移数略有增加,循环性能良好。
关键词 EVOH 磺酸锂;聚氨酯;力学性能;电化学性能;高压静电纺丝
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
锂离子电池因具有自放电率小、循环寿命长、低污染、无记忆效应等优异性能,而成为当今清洁能源研究及应用的热点[1]。锂离子电池已广泛应用于数码相机、手机、笔记本电脑等移动便携式电子产品中,且其市场需求正以惊人的速度增长。以汽车为例,为了减少汽油燃烧对环境的污染,电动汽车以及混合动力汽车的研究如火如荼
[2-4],锂离子电池以其优越的综合性能成为电动汽车及混合动力汽车最重要的部件之一;以手机为例,锂离子电池已经取代了污染严重的镍氢电池而成为主流电源[5],而智能手机的薄型化与大屏化使得现在对锂离子电池的研究主要集中在可软包装、具有高比能量、长循环寿命的聚合物锂离子电池上。为了进一步提高电池的性能,国内外学者进行了大量研究,并发现在聚合物锂离子电池的各个组成部分中,聚合物电解质无疑起到了举足轻重的作用。作为电池的核心部件,聚合物电解质性能的好坏对电池性能的优劣起到了决定性的作用。聚合物电解质的发展及性能的提高将促进电池的发展及性能的提高。因此,对聚合物电解质材料及其加工技术的研究已成为众多学者致力研究的课题。
1.2 锂离子电池简介
1.2.1 锂离子电池的组成 典型的锂离子电池通常由隔膜、电解液、正极和负极组成[6]。隔膜通常是单层或多层的聚合物微孔薄膜(如单层 PP、单层 PE,三层 PP-PE-PP),起分隔正负极及锂离子通道的作用;电解液由导电锂盐(如,LiPF6、LiAsF6等)和有机溶剂(如,乙基纤维素、碳酸二乙酯等)构成,主要作用是提供锂离子(Li+)及提供锂离子通过的通道[7];正极是由涂覆了金属氧化物(如,LiCoO2)的铝箔构成;负极是由涂敷了粉状石墨或其他碳材料(如石油焦炭、中间相碳微珠)的铜箔组成。
.......
以上为本篇毕业论文范文
电纺EVOH磺酸锂_PU复合型聚合物电解质的研究
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