鋰離子電池用PVDF-PMMA電紡膜的制備及電化學(xué)性能研究.pdf

1、在信息、電子產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的時代,鋰離子電池因具有能量密度高,工作電壓高,自放電速率低,使用溫度范圍寬等優(yōu)點,而被廣泛應(yīng)用于手機、軍事、無線通信設(shè)備等諸多領(lǐng)域,并朝著智能化、小型化、環(huán)保化方向發(fā)展。聚合物鋰離子電池作為新一代的鋰離子電池,使用聚合物電解質(zhì)替代液態(tài)電解質(zhì),則不存在漏液等安全問題,且使用鋁塑膜包裝,大大提高了電池設(shè)計的靈活性,因而成為了鋰離子電池的重要研究方向。
　　本文采用靜電紡絲法制備了聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯(

2、PVDF/PMMA)纖維膜,對其制備工藝及物理和電化學(xué)性能進行了研究。主要內(nèi)容為以下幾個方面:
　　首先,配制不同濃度的聚合物溶液,應(yīng)用電紡法制備了三種典型形貌的PVDF/PMMA復(fù)合纖維膜,并對PVDF/PMMA復(fù)合纖維膜電紡參數(shù)的選取進行了討論。采用掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FTIR)、差示掃描量熱法(DSC)、孔隙率、吸液率和電導(dǎo)率等測試手段對 PVDF/PMMA復(fù)合纖維膜進行了分析和表征。結(jié)果表明:由濃度為16wt.％

3、的聚合物溶液制備的復(fù)合纖維膜的纖維分布均勻,具有良好的電化學(xué)穩(wěn)定性,其室溫離子電導(dǎo)率也最高,達到了3.5×10-3S/cm。
　　其次,改變PVDF與PMMA的質(zhì)量比,用電紡法制備了PVDF和PVDF/PMMA纖維膜。通過SEM、FTIR、XRD、電導(dǎo)率、界面穩(wěn)定性等測試手段對纖維膜進行了分析和表征。用PVDF/PMMA(8/2)為聚合物電解質(zhì)組裝Li/LiFePO4電池,并進行恒流充放電性能測試。結(jié)果表明:PMMA與PVDF能夠

4、在不同質(zhì)量比的條件下進行混紡;PVDF/PMMA復(fù)合纖維膜具有高的離子電導(dǎo)率、良好的電化學(xué)穩(wěn)定性;PVDF/PMMA(8/2)具有低的結(jié)晶度、高的吸液率和電導(dǎo)率;并且PVDF/PMMA(8/2)為聚合物電解質(zhì)的Li/LiFePO4電池在0.1C時的首次放電比容量高達153.3mAh/g,電池表現(xiàn)出良好的循環(huán)性能。
　　最后,通過在聚合物溶液中加入二氧化鈦(TiO2)的前驅(qū)體,采用電紡法制備了聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯/TiO2(