本文主要研究内容
作者谢功山（2019）在《水性聚氨酯粘结剂在锂离子电池正极中应用研究》一文中研究指出：由于高能量密度、长寿命和环保性能,可充电锂离子电池(LIB)被认为是最有前途的能量储存系统之一,目前在许多领域已得到了应用。但是随着便携式储能和电动汽车日益增长的需求,要求锂离子电池在综合性能上可以得到进一步的提高。作为电池重要的组成部分,粘结剂对整个电池的电化学性能有很大的影响,目前工业常用的锂电池粘结剂为聚偏二氟乙烯(PVDF)虽然具有优异的电化学性,但是它熔点低导致其热稳定性差,并且使用的N-甲基吡咯烷酮作为溶剂,严重影响环境有害健康,因此水性粘结剂开始成为人们重点研究的对象。水性聚氨酯(WPU)因具有无污染、价格低廉、低毒性等优点日益受到人们的关注,并且其结构的可调性使水性聚氨酯在性能上的差异也是非常巨大的。在本论文主要研究了不同类型的水性聚氨酯在锂离子电池粘结剂上的应用。论文第一章综述了锂离子电池的发展概况,介绍了目前锂电池常用粘结剂的研究进展,提出了本论文的研究内容。论文第二章将异佛尔酮二异氰酸酯(IPD1)分别与聚氧化丙烯二醇(N220)、聚己二酸丁二醇酯二元醇(PBA)和聚己二酸新戊二醇酯二元醇(PNA)共聚,制备了三种不同软段的水性聚氨酯(WPU)粘结剂。通过红外(FTIR)、热重(TGA)、拉力机、电池循环、倍率等测试,分别对WPU胶膜的力学、热学以及电池的电化学性能进行表征。结果表明,以WPU1为粘结剂的电池电化学性能最佳,电池在200次循环后,容量保持率可达到97.8%,要明显高于PBA型和PNA型水性聚氨酯和聚偏二氟乙烯(PVDF)为粘结剂的电池。并且该胶膜的拉伸强度为11 MPa,玻璃化转变温度为-52 ℃,初始分解温度为273.6 ℃,基本符合电池粘结剂的要求。论文第三章以IPDI、N220、三羟甲基丙烷聚乙二醇单甲醚(YmerN-120)、氨基磺酸钠(A95)和二羟甲基丙酸(DMPA)为主要原料,分别制备了磺酸型、羧酸型和非离子型三种水性聚氨酯,研究了亲水结构对锂离子电池粘结剂性能的影响,结果表明磺酸型水性聚氨酯在三组当中综合性能最好,其胶膜的拉伸强度为38.3 MPa,玻璃化转变温度为-52 ℃,热分解温度为285.7 ℃,符合锂离子电池粘结剂的基本要求。将其应用在锂离子电池组装中,电池在0.2 C时的放电比容量为158 mAh.g-1,10C时的放电比容量为84 mAhg-1,1C、100次循环后放电比容量与首次放电比容量相比,其容量保持率为90%。论文第四章通过自由基聚合的方法将丙烯酸树脂共聚到水性聚氨酯的链段上,通过改变聚丙烯酸酯(PA)与水性聚氨酯(WPU)的质量比(PA:WPU=0:1,3:7,1:1,7:3,1:0),测试不同丙烯酸酯含量对水性聚氨酯胶膜力学性能、热学性能和应用在锂离子电池粘结剂后的电化学性能的影响。实验发现随着丙烯酸酯含量的增加,水性聚氨酯胶膜的力学强度呈现不断降低的趋势,玻璃化转变温度和耐分解温度也在不断提高。以五组水性粘结剂所组装的电池循环倍率测试发现,当丙烯酸酯与水性聚氨酯的质量比为1:1时性能最优,电池在0.2 C时的放电比容量为153 mAh·g-1,10 C时的放电比容量为93 mAh·g-1,电池1 C的电流密度下在循环100次后与首次放电比容量相比容量保持率达到96.8%,从而电化学性能要明显优于另外四组粘结剂所组装的电池。
Abstract
you yu gao neng liang mi du 、chang shou ming he huan bao xing neng ,ke chong dian li li zi dian chi (LIB)bei ren wei shi zui you qian tu de neng liang chu cun ji tong zhi yi ,mu qian zai hu duo ling yu yi de dao le ying yong 。dan shi sui zhao bian xie shi chu neng he dian dong qi che ri yi zeng chang de xu qiu ,yao qiu li li zi dian chi zai zeng ge xing neng shang ke yi de dao jin yi bu de di gao 。zuo wei dian chi chong yao de zu cheng bu fen ,nian jie ji dui zheng ge dian chi de dian hua xue xing neng you hen da de ying xiang ,mu qian gong ye chang yong de li dian chi nian jie ji wei ju pian er fu yi xi (PVDF)sui ran ju you you yi de dian hua xue xing ,dan shi ta rong dian di dao zhi ji re wen ding xing cha ,bing ju shi yong de N-jia ji bi ge wan tong zuo wei rong ji ,yan chong ying xiang huan jing you hai jian kang ,yin ci shui xing nian jie ji kai shi cheng wei ren men chong dian yan jiu de dui xiang 。shui xing ju an zhi (WPU)yin ju you mo wu ran 、jia ge di lian 、di du xing deng you dian ri yi shou dao ren men de guan zhu ,bing ju ji jie gou de ke diao xing shi shui xing ju an zhi zai xing neng shang de cha yi ye shi fei chang ju da de 。zai ben lun wen zhu yao yan jiu le bu tong lei xing de shui xing ju an zhi zai li li zi dian chi nian jie ji shang de ying yong 。lun wen di yi zhang zeng shu le li li zi dian chi de fa zhan gai kuang ,jie shao le mu qian li dian chi chang yong nian jie ji de yan jiu jin zhan ,di chu le ben lun wen de yan jiu nei rong 。lun wen di er zhang jiang yi fo er tong er yi qing suan zhi (IPD1)fen bie yu ju yang hua bing xi er chun (N220)、ju ji er suan ding er chun zhi er yuan chun (PBA)he ju ji er suan xin wu er chun zhi er yuan chun (PNA)gong ju ,zhi bei le san chong bu tong ruan duan de shui xing ju an zhi (WPU)nian jie ji 。tong guo gong wai (FTIR)、re chong (TGA)、la li ji 、dian chi xun huan 、bei lv deng ce shi ,fen bie dui WPUjiao mo de li xue 、re xue yi ji dian chi de dian hua xue xing neng jin hang biao zheng 。jie guo biao ming ,yi WPU1wei nian jie ji de dian chi dian hua xue xing neng zui jia ,dian chi zai 200ci xun huan hou ,rong liang bao chi lv ke da dao 97.8%,yao ming xian gao yu PBAxing he PNAxing shui xing ju an zhi he ju pian er fu yi xi (PVDF)wei nian jie ji de dian chi 。bing ju gai jiao mo de la shen jiang du wei 11 MPa,bo li hua zhuai bian wen du wei -52 ℃,chu shi fen jie wen du wei 273.6 ℃,ji ben fu ge dian chi nian jie ji de yao qiu 。lun wen di san zhang yi IPDI、N220、san qiang jia ji bing wan ju yi er chun chan jia mi (YmerN-120)、an ji huang suan na (A95)he er qiang jia ji bing suan (DMPA)wei zhu yao yuan liao ,fen bie zhi bei le huang suan xing 、suo suan xing he fei li zi xing san chong shui xing ju an zhi ,yan jiu le qin shui jie gou dui li li zi dian chi nian jie ji xing neng de ying xiang ,jie guo biao ming huang suan xing shui xing ju an zhi zai san zu dang zhong zeng ge xing neng zui hao ,ji jiao mo de la shen jiang du wei 38.3 MPa,bo li hua zhuai bian wen du wei -52 ℃,re fen jie wen du wei 285.7 ℃,fu ge li li zi dian chi nian jie ji de ji ben yao qiu 。jiang ji ying yong zai li li zi dian chi zu zhuang zhong ,dian chi zai 0.2 Cshi de fang dian bi rong liang wei 158 mAh.g-1,10Cshi de fang dian bi rong liang wei 84 mAhg-1,1C、100ci xun huan hou fang dian bi rong liang yu shou ci fang dian bi rong liang xiang bi ,ji rong liang bao chi lv wei 90%。lun wen di si zhang tong guo zi you ji ju ge de fang fa jiang bing xi suan shu zhi gong ju dao shui xing ju an zhi de lian duan shang ,tong guo gai bian ju bing xi suan zhi (PA)yu shui xing ju an zhi (WPU)de zhi liang bi (PA:WPU=0:1,3:7,1:1,7:3,1:0),ce shi bu tong bing xi suan zhi han liang dui shui xing ju an zhi jiao mo li xue xing neng 、re xue xing neng he ying yong zai li li zi dian chi nian jie ji hou de dian hua xue xing neng de ying xiang 。shi yan fa xian sui zhao bing xi suan zhi han liang de zeng jia ,shui xing ju an zhi jiao mo de li xue jiang du cheng xian bu duan jiang di de qu shi ,bo li hua zhuai bian wen du he nai fen jie wen du ye zai bu duan di gao 。yi wu zu shui xing nian jie ji suo zu zhuang de dian chi xun huan bei lv ce shi fa xian ,dang bing xi suan zhi yu shui xing ju an zhi de zhi liang bi wei 1:1shi xing neng zui you ,dian chi zai 0.2 Cshi de fang dian bi rong liang wei 153 mAh·g-1,10 Cshi de fang dian bi rong liang wei 93 mAh·g-1,dian chi 1 Cde dian liu mi du xia zai xun huan 100ci hou yu shou ci fang dian bi rong liang xiang bi rong liang bao chi lv da dao 96.8%,cong er dian hua xue xing neng yao ming xian you yu ling wai si zu nian jie ji suo zu zhuang de dian chi 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自安徽大学的谢功山，发表于刊物安徽大学2019-07-03论文，是一篇关于锂离子电池论文,粘结剂论文,水性聚氨酯论文,丙烯酸酯论文,安徽大学2019-07-03论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自安徽大学2019-07-03论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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