鋰離子電池用聚偏氟乙烯的改性及性能研究.pdf

1、隔膜是鋰離子電池的重要組成部分，直接影響電池的放電容量和循環(huán)使用壽命。聚偏氟乙烯（PVDF）由于具有良好的熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能、化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性，適合作為隔膜材料。由于PVDF本身具有較高的結(jié)晶度，限制了其作為鋰電池隔膜的使用，針對(duì)目前鋰離子電池隔膜存在的一些缺點(diǎn)，如電解液容易泄漏、孔隙率低等問題，本論文使用聚丙烯腈-乙二醇二甲基丙烯酸酯（Poly(AN-co-PEGDMA)）對(duì)聚偏氟乙烯進(jìn)行改性，以得到高孔隙率的電池隔膜，制備得到的隔

2、膜同時(shí)能充當(dāng)鋰離子電池的電解質(zhì)。
　　用分散聚合方法制備一種聚合物（Poly(AN-co-PEGDMA)），以偶氮二異丁腈（AIBN）為引發(fā)劑，參與聚合反應(yīng)的分別是單體丙烯腈(AN)和大分子單體聚乙二醇二甲基丙烯酸酯（PEGDMA）。采用紅外光譜對(duì)制得的聚合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明兩個(gè)單體成功聚合，聚乙二醇二甲基丙烯酸酯帶有親介質(zhì)基團(tuán)的大分子單體，起到一個(gè)很好的穩(wěn)定劑的作用?？疾炝朔磻?yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、引發(fā)劑用量以及單體濃度這些反應(yīng)

3、因素對(duì)聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的影響。
　　在聚合過程中，轉(zhuǎn)化率的變化既與自由基反應(yīng)的機(jī)理有關(guān)，也與單體的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)有關(guān)。本聚合體系中，最佳的反應(yīng)時(shí)間為10h，反應(yīng)溫度為75℃，引發(fā)劑用量為單體質(zhì)量的0.5％，單體濃度為25%。采用共混法將制備得到的Poly(AN-co-PEGDMA)與 PVDF在N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）溶劑中進(jìn)行溶解共混。采用流延法制備得到共混聚偏氟乙烯隔膜。通過熱分析（TGA）、X射線衍射（XRD）、示差掃描量熱

4、法（DSC）以及掃描電鏡（SEM）對(duì)共混隔膜的熱性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。
　　考察了改性聚合物Poly(AN-co-PEGDMA)與PVDF的不同用量以及浸泡時(shí)間對(duì)吸液量的影響，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Poly(AN-co-PEGDMA)與PVDF的比值為3:7時(shí)，浸泡時(shí)間為30min時(shí)，隔膜的吸液量最大。在這個(gè)最佳比值時(shí)，共混隔膜的孔隙率也達(dá)到最大值?？疾鞎r(shí)間和溫度對(duì)隔膜的導(dǎo)電率影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，隔膜的導(dǎo)電率隨著時(shí)間的延長而有所降低，但是整體變化不大