【摘 要】
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锂离子电池作为一种最受欢迎的能源存储系统,目前在高端电子产品、新能源汽车等新领域被广泛应用。锂电池隔膜处在电池的正负极之间,它的主要功能是隔离两个电极之间的物理接触,并作为电解液的储存基质,提供锂离子的迁移路径。传统锂电池隔膜的热稳性不好,引起电池在充放电过程中热失控燃烧,进而发生爆炸。因此,开发和应用阻燃隔膜来提高锂电池的安全性能成为研究的热点。本文先以聚偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物P（VDF-HF
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锂离子电池作为一种最受欢迎的能源存储系统,目前在高端电子产品、新能源汽车等新领域被广泛应用。锂电池隔膜处在电池的正负极之间,它的主要功能是隔离两个电极之间的物理接触,并作为电解液的储存基质,提供锂离子的迁移路径。传统锂电池隔膜的热稳性不好,引起电池在充放电过程中热失控燃烧,进而发生爆炸。因此,开发和应用阻燃隔膜来提高锂电池的安全性能成为研究的热点。本文先以聚偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物P（VDF-HFP）为基体材料,添加乙酸纤维素（CA）制备了P（VDF-HFP）/CA隔膜,通过扫描电子显微镜、热失重分析仪、差示扫描量热法、电化学工作站和蓝电电池测试系统等表征手段,研究对比了P（VDF-HFP）和CA两种材料在不同比例的情况下,隔膜所表现出的不同的性能;然后在以固定比例P（VDF-HFP）和CA基体材料,研究了添加不同含量的Mg（OH）2纳米粒子对P（VDF-HFP）/CA/Mg（OH）2复合隔膜的影响,旨在研究制备一种高吸液率和孔隙率、机械强度较好、热稳定性优异,并具有阻燃性能的P（VDF-HFP）改性复合隔膜,为多组分P（VDF-HFP）隔膜应用于高性能高安全性锂离子电池提供理论依据。具体研究内容主要分为以下两个部分:（1）以P（VDF-HFP）和CA为基体材料,通过物理共混相转化方法制备P（VDF-HFP）/CA隔膜,研究了两种材料的比例对所制备的隔膜及所组装的扣式电池性能的影响。结果表明:相比P（VDF-HFP）隔膜,P（VDF-HFP）/CA隔膜的性能得到了有效的提升,当P（VDF-HFP）与CA比例为9:1时,P（VDF-HFP）/CA隔膜（PC10）的综合性能最佳,该隔膜的拉伸强度可达14.2 MPa,孔隙率和吸液率分别为25.74%和77.57%,离子电导率可达0.192 m S·cm-1,PC10隔膜所组装的扣式电池表现出了良好的充放电循环性能和倍率放电性能。（2）以P（VDF-HFP）和CA最佳混合比例9:1为基础,添加不同含量的Mg（OH）2,通过制备和表征P（VDF-HFP）/CA/Mg（OH）2复合隔膜,研究Mg（OH）2含量对复合膜性能的影响。研究结果表明:适量添加Mg（OH）2可以有效提高隔膜的性能,而过量的Mg（OH）2添加则会不利于隔膜性能的提升,其中,当Mg（OH）2的添加量为9%时,PCM9具有比较优异的性能,吸液率可以达到121.8%,相比P（VDF-HFP）/CA隔膜吸液率提升了接近40%,离子电导率达1.025 m S·cm-1,拉伸强度达29.27 MPa,由于Mg（OH）2具有优异的阻燃功能,使得复合隔膜具备了优异的热稳定性能,进而提升了电池的安全性能。
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