埃洛石纳米管改性聚丙烯腈隔膜的制备及性能研究

传统锂离子电池聚丙烯隔膜存在离子电导率较低、电化学稳定窗口较窄以及吸液率较低等主要问题,阻碍了锂离子电池在大功率器件中的应用。本文研制了一种以聚丙烯腈作为高分子骨架基体,埃洛石纳米管作为改性填料,通过静电纺丝技术制备的具有纳米孔径的聚丙烯腈隔膜。埃洛石纳米管改性聚丙烯腈隔膜不仅增加了隔膜的吸液率(1190%),而且提高了电解质的离子电导率和电化学稳定窗口。在金属锂/电解质/磷酸铁锂半电池中,在1C电流下,首圈放电比容量达到了155mAh/g,充放电循环500次后仍有75.8%的容量保持率。     

单离子固态聚合物锂离子电解质膜的研究

将锂化后的Nafion树脂与聚乙二醇二甲醚按不同比例共混涂膜,制备得到新的固态单一离子聚合物锂离子电解质膜,并对该电解质膜的热化学稳定性,机械强度,微观形貌以及电化学性能等进行了测试和分析。TGA测试表明该电解质膜在250℃以下具有较好的热稳定性;拉伸强度最大可达到4.25 MPa;当EO/Li+为20时,电解质膜的锂离子电导率可分别达到2.16×10-5 S/cm(40℃)和4.26×10-4S/cm(100℃);此外,该电解质膜的锂离子迁移数大于0.9,接近于单一锂离子导体。所制备的电解质膜有望在中高温锂电池中得到应用。     

AgNWs@SiO2/PI复合薄膜制备及性能研究

为了提高聚酰亚胺薄膜热导率的同时维持绝缘性,采用SiO2对AgNWs进行表面绝缘包覆获得AgNWs@SiO2核壳结构,首先通过静电纺丝技术将AgNWs@SiO2分散在聚酰胺酸(PAA)电纺纤维内部,规划导热路径,同时改善AgNWs@SiO2在PI基体中的分散性,再用含AgNWs@SiO2的PAA胶液浸渍PAA电纺膜,热亚胺化后得到E-AgNWs@SiO2/PI复合薄膜.研究其填料改性和含量对复合薄膜导热性能和绝缘性能的影响.结果表明:当填料质量分数为25％时,E-AgNWs/PI和E-AgNWs@SiO2/PI复合薄膜的热导率分别为2.92 W/(m·K)和2.80 W/(m·K),分别是纯PI薄膜的14.6倍和14倍.E-AgNWs@SiO2/PI复合薄膜的介电常数降低至5以下,并且介质损耗因数维持在0.015以下,体积电阻率提升至1.79×1013Ω·m.     

无机固体电解质用于锂及锂离子蓄电池的研究进展Ⅱ玻璃态锂无机固体电解质

玻璃态锂无机固体电解质用于锂及锂离子蓄电池具有安全、循环性能好和电化学阻抗小等突出优点.分类介绍了玻璃态锂无机固体电解质的组成与导锂机理,归纳了提高其导电性的方法,如添加锂盐、使用混合网络形成物和形成玻璃-陶瓷电解质等.展望了这类电解质材料在锂及锂离子蓄电池中的应用前景.     

聚合物电解质性能表征的常用方法

表征聚合物电解质体系离子传输性质的参数有电导率、离子迁移数和扩散系数等。电导率常用交流阻抗法测量,离子迁移数常用稳态电流法测量,扩散系数常用恒电流阶跃法测量。介绍了这3种方法的基本原理、测试过程及结果分析方法。     

六氟磷酸锂浓度对锂离子电池性能的影响

配制不同浓度(0.8~2.2 mol/L)的Li PF6/EC+EMC+DMC(质量比1∶1∶1)电解液,用循环伏安、电化学阻抗谱(EIS)和恒流充放电测试并结合Li+迁移数、电导率和黏度等参数的测试,研究锂盐浓度和电解液物化参数对电池倍率性能、循环性能的影响。电解液浓度为1.6~1.8 mol/L时,制得的锂离子电池倍率性能和循环性能最佳。电解液浓度为1.6 mol/L和1.8 mol/L的电池在3.65~2.00 V循环,20.0 C放电相对于0.5 C时的容量保持率分别为89.10%、91.1%;以1.0 C充电、10.0 C放电循环300次,容量保持率分别为56.22%、62.6%。     

聚酰亚胺绝缘无纺布的研究

针对聚酰亚胺的耐热特点,利用高压静电纺丝技术,以聚酰胺酸(PAA)为电纺液,制备聚酰亚胺(PI)绝缘无纺布,并采用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对PAA及PI绝缘无纺布的化学结构、表面形态进行表征,采用热重分析(TGA)对PAA及PI的耐热性能进行了测试。结果表明:经高温热环化所产生的PI绝缘无纺布,纤维直径分布在0.5~2μm,纤维间出现弯曲、扭转和粘连现象。PI绝缘无纺布热分解温度在500℃以上。     

玻纤基复合电解质隔膜的制备及性能

以玻璃纤维无纺布为基体,用高分散聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)包覆纳米Ti O2杂化材料(Ti O2@PMMA)进行复合,制备玻璃纤维基复合聚合物电解质膜。用SEM、热收缩、交流阻抗和充放电测试等研究复合膜的结构、热尺寸稳定性及电化学性能。玻璃纤维/Ti O2@PMMA纳米复合膜可在120~380℃保持良好的尺寸稳定性,活化后得到的复合聚合物电解质膜在室温下的离子电导率为2.88 m S/cm,与金属Li电极保持良好的界面稳定性。组装的Li Co O2/Li扣式电池在2.75~4.20 V充放电,8.0 C放电比容量可达120 m Ah/g,以不同电流共循环200次,放电容量保持率为85%。     

硅钨酸锂在聚合物电解质中的应用

采用萃取法制备了具有微孔结构的偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]膜,其中掺杂不同质量分数的硅钨酸锂(Li4SiW12O40),吸附碳酸丙烯酯(PC)后,具有10-4 S·cm-1的离子电导率。DSC分析结果显示,聚合物电解质的结晶度随Li4SiW12O40掺杂量的增加而降低。利用电化学阻抗法测试了聚合物电解质的离子电导率,发现当聚合物膜中掺杂8.5%(质量百分数)的Li4SiW12O40时,聚合物电解质具有较高的离子电导率(3.56×10-4 S·cm-1)。采用交流阻抗与直流极化相结合的方法测试了聚合物电解质的离子迁移数,随Li4SiW12O40的掺杂质量分数的增加,Li 离子迁移数逐渐降低。通过分析聚合物膜掺杂Li4SiW12O40前后的FTIR光谱图,发现Li4SiW12O40与P(VDF-HFP)共聚物分子链之间存在氢键和配位作用。     

PVDF/SiO_2复合纤维膜的制备及电化学性能

采用静电纺丝法制备了SiO2含量分别为2%、5%和8%的PVDF/SiO2复合纤维膜,对复合纤维膜的物理性能、电化学性能以及组装电池性能等进行了测试分析。结果表明:纳米SiO2含量对静电纺PVDF基膜的纤维直径和形貌影响很大,随着SiO2含量的增加,静电纺PVDF/SiO2复合纤维膜的纤维直径变细且分布变宽,纤维表面的均匀性降低;其力学性能、电解液吸液率以及离子电导率均先增加后降低。以含量为5%的SiO2静电纺PVDF/SiO2复合纤维膜为隔膜组装的电池首周充放电容量最高,约为158 m Ah/g;经过50周充放电循环后,电池的容量保持率最高为91%。