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聚合物多孔膜的超声雾化喷涂技术

聚合物多孔膜的超声雾化喷涂技术

作者：魏乐乐电子科技大学

学位级别：硕士

多孔膜广泛应用于纳米材料、生物医疗、新能源材料等领域。本文简述了当前常用的聚合物多孔膜的制备方法(热致相分离法、浸没沉淀相转换法、溶剂蒸发法等)。为了将超声雾化喷涂技术应用于多孔膜制备领域,文中分析了离散液滴形成多孔结... 详细信息

多孔膜广泛应用于纳米材料、生物医疗、新能源材料等领域。本文简述了当前常用的聚合物多孔膜的制备方法(热致相分离法、浸没沉淀相转换法、溶剂蒸发法等)。为了将超声雾化喷涂技术应用于多孔膜制备领域,文中分析了离散液滴形成多孔结构的相分离机理和超声雾化在增强相转换方面的作用。选取合适的三元高分子溶液体系,即聚合物/溶剂/非溶剂(醋酸纤维素(CA) /丙酮/水),通过调节聚合物和非溶剂的比例,成功制备出CA多孔膜。当非溶剂与聚合物的比例达到4:1及以上时,CA膜为多孔形态。扫描电镜的结果显示,在一定范围内调节喷头高度可以调节最终成膜的孔径,膜孔径与喷头高度成反比。而且,超声喷涂法制备的CA膜表面与截面孔径均匀,孔径在亚微米级,克服了流延法和浸没沉淀相转换法制备的膜的缺点—截面易形成贯穿的大孔结构。对膜的热稳定性、吸液率和孔隙率等进行测试,均显示出优异的效果。使用阻塞型电池测得CA膜凝胶电解质离子电导率约为3.78×10-4S/cm,大于相同情况下的PP隔膜凝胶电解质的离子电导率(2.2×10S/cm)。在多孔膜的制备过程中,液滴粒径大小与孔径直接关联。接着以CA/丙酮/水三元体系为基础,建立了工艺参数、溶液物性参数与雾化液滴尺寸之间的定性关系。液滴尺寸随着超声功率、进液流速、溶液表面张力、密度的增大而增大,而随着频率、溶液粘度的增大而减小。随着功率的增大,液滴尺寸分布变宽,而且液滴尺寸的峰值变大,过高的雾化功率会使液滴分布范围变广,液滴尺寸更不均匀。而粘度和表面张力作为两种不同的溶液物性参数,对液滴尺寸有着得到互相独立的影响。最终得到液滴尺寸预测公式 d = 1.149fQσρηP。为了将超声喷涂技术推广到锂离子电池隔膜领域,最后选取了锂电常用隔膜材料pvdf-hfp,以pvdf-hfp/丙酮+四氢呋喃/正丁醇体系为基础,制备出pvdf-hfp多孔隔膜。其孔隙率在50%以上,阻抗较小,离子电导率在10S/cm级别,电池循环性能良好。因此,超声喷涂法适合推广到锂离子电池隔膜制备领域。

关键词：相转换超声雾化喷涂醋酸纤维素液滴尺寸 pvdf-hfp

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基于超支化聚醚的固体聚合物电解质性能研究

华南师范大学学报(自然科学版) 2009年第S1期 224-225页

作者：冯婷吴锋吴川白莹叶霖北京理工大学化工与环境学院国家高技术绿色材料发展中心北京理工大学材料科学与工程学院

合成一种新型超支化聚醚类固体聚合物电解质.通过交流阻抗技术测试分析了电解质的离子导电性能,结果表明:温度、锂盐添加量均对离子电导率有较大影响,当锂盐质量分数为30%时,电导率最高(80℃时5.45×10-4S/cm;室温1.2×10-5S/cm).

关键词：聚合物电解质超支化聚醚离子电导率 pvdf-hfp

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不同无机添加剂预制SEI膜的性能研究

蓄电池 2020年第6期57卷 257-262页

作者：陈飞郭鑫周翠芳王博王殿龙哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001 天能帅福得能源股份有限公司浙江长兴313100

以pvdf-hfp为基质,在铜箔上预制SEI膜,实现金属锂负极安全、稳定的工作。将不同种类和比例的无机添加剂混入基质中,通过对预制SEI膜进行扫描电镜、热重、拉伸、离子电导率等测试,研究了添加剂对预制SEI膜形貌、组成、强度等性能的影响... 详细信息

以pvdf-hfp为基质,在铜箔上预制SEI膜,实现金属锂负极安全、稳定的工作。将不同种类和比例的无机添加剂混入基质中,通过对预制SEI膜进行扫描电镜、热重、拉伸、离子电导率等测试,研究了添加剂对预制SEI膜形貌、组成、强度等性能的影响。此外,以涂覆不同添加剂预制SEI膜的铜箔为正极,金属锂片为负极,制备扣式电池,研究了添加剂对预制SEI膜循环性能的影响。结果显示,添加纳米碳化硅晶须时,循环性能最优,较无添加时提升24.7%。添加不同类型的无机添加剂后,pvdf-hfp基质的晶粒尺寸、联结强度和孔结构等发生变化,从而影响基质的强度和离子电导率,基质的热稳定性也有不同程度的降低。

关键词：无机添加剂金属锂预制SEI膜 pvdf-hfp 碳化硅晶须铜箔

n-La2O3掺杂制备锂离子电池聚合物电解质及其性能研究

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n-La2O3掺杂制备锂离子电池聚合物电解质及其性能研究

2012年全国冶金物理化学学术会议

作者：肖围李新海郭华军王志兴杨波黄思林中南大学冶金科学与工程学院

本文通过倒相法制备了三种不同含量n-LaO掺杂pvdf-hfp基复合聚合物电解质膜,将其分别于1.0 mol/LLiPF-EC/DMC/EMC中浸泡30 min即得改性复合聚合物电解质,并采用SEM、XRD、TG和电化学等手段对其理化性能进行了表征。SEM结果表明,10%n-La... 详细信息

本文通过倒相法制备了三种不同含量n-LaO掺杂pvdf-hfp基复合聚合物电解质膜,将其分别于1.0 mol/LLiPF-EC/DMC/EMC中浸泡30 min即得改性复合聚合物电解质,并采用SEM、XRD、TG和电化学等手段对其理化性能进行了表征。SEM结果表明,10%n-LaO掺杂pvdf-hfp基复合聚合物电解质膜表面均匀、孔径适当且内部含有丰富的相互连通的小孔;XRD谱图结果表明n-LaO与聚合物基体分子间存在作用力;TG结果表明分子筛改性膜的热稳定性有明显的提高,在360℃内仍保持很好的热稳定性;EIS和LSV结果也表明复合膜的电导率和电化学稳定窗口分别达到2.387 mS·cm和5.2V;温度与离子电导率之间的关系遵循VTF方程。

关键词： n-La2O3 pvdf-hfp 复合聚合物电解质倒相法

来源： cnki会议评论

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锂电池凝胶聚合物电解质的研究进展

河南化工 2017年第8期34卷 12-17页

作者：王永勤薛旭金郭贤慧王建萍多氟多化工股份有限公司河南焦作454006

传统的采用液态电解液的锂电池常因漏液等问题容易造成安全隐患。使用凝胶聚合物电解质可以显著提高电池的安全性能,并可使电池具有薄型化、轻便化和形状可变等优点。本文介绍了凝胶聚合物电解质的优缺点、分类,并对聚环氧乙烷(PEO)基... 详细信息

传统的采用液态电解液的锂电池常因漏液等问题容易造成安全隐患。使用凝胶聚合物电解质可以显著提高电池的安全性能,并可使电池具有薄型化、轻便化和形状可变等优点。本文介绍了凝胶聚合物电解质的优缺点、分类,并对聚环氧乙烷(PEO)基、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基、聚丙烯腈(PAN)基和聚偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物(pvdf-hfp)基凝胶聚合物电解质的研究进展进行了介绍。

关键词：凝胶聚合物电解质 PEO PMMA PAN pvdf-hfp

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不同基体对金属锂负极性能的影响

蓄电池 2020年第2期57卷 56-62页

作者：陈飞周翠芳王博王殿龙哈尔滨工业大学黑龙江哈尔滨150001 天能帅福得能源股份有限公司浙江长兴313100

对不同基体及其上预制SEI膜后制备的扣式电池进行循环伏安、交流阻抗等电化学性能测试,以及对不同基体材料进行扫描电镜、亲锂性能等测试。结果显示,以不同材料为基体时,基体表面的粒子形貌对其上预制SEI膜和沉积金属锂的一次晶粒的形... 详细信息

对不同基体及其上预制SEI膜后制备的扣式电池进行循环伏安、交流阻抗等电化学性能测试,以及对不同基体材料进行扫描电镜、亲锂性能等测试。结果显示,以不同材料为基体时,基体表面的粒子形貌对其上预制SEI膜和沉积金属锂的一次晶粒的形貌具有一定的诱导作用,从而影响其上预制SEI膜和沉积的金属锂的形貌,使不同基体上预制SEI膜的扣式电池的沉积/脱出锂的循环性能差异显著。当以涂炭铜箔为基体时,预制SEI膜的扣式电池的库伦效率高于99.0%,稳定循环次数高达820次,性能最优。

关键词：基体金属锂负极预制 SEI膜诱导作用扣式电池 pvdf-hfp 沉积脱嵌

偏聚二氟乙烯–六氟丙烯对正硅酸四乙酯水解的影响

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天津科技大学学报 2020年第3期35卷 40-45页

作者：闫梦霞付冬简为康婷郝庆兰天津科技大学化工与材料学院天津300457 中国科学院山西煤炭化学研究所太原030001 天津达诚科技有限公司天津300384

通过对正硅酸四乙酯(TEOS)水解制备的SiO2微球的结构、粒径、粒径分布情况进行比较,对偏聚二氟乙烯–六氟丙烯(pvdf-hfp)影响TEOS水解的作用机理进行分析.结果表明:在含有pvdf-hfp体系中,反应速率加快,SiO2微球粒径较大且呈双尺寸分布.... 详细信息

通过对正硅酸四乙酯(TEOS)水解制备的SiO2微球的结构、粒径、粒径分布情况进行比较,对偏聚二氟乙烯–六氟丙烯(pvdf-hfp)影响TEOS水解的作用机理进行分析.结果表明:在含有pvdf-hfp体系中,反应速率加快,SiO2微球粒径较大且呈双尺寸分布.在每组尺寸分布中,SiO2微球的粒径分布较窄,分散性较好,且SiO2微球粒径随pvdf-hfp添加量的增加呈先增加后减小的趋势,并且PVD-hfp不影响TEOS水解产物的成分.pvdf-hfp对TEOS水解的影响可能主要是由于pvdf-hfp中电负性较强的F原子吸引TEOS中Si原子周围的电子,使电子一定程度上远离Si原子核,从而使Si原子带有的正电荷得到加强,对周围阴离子的吸引力增强,进而有利于OH-的进攻,导致TEOS水解速率的加快.

关键词： pvdf-hfp 二氧化硅粒径分布