沸石咪唑酯骨架(ZIFs)基材料的制备及其作为锂离子电池隔膜的研究

来源 :齐鲁工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a76s333
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着新能源汽车的发展,锂离子电池的性能得到了极大的关注。隔膜作为锂离子电池的三大重要组成部分之一,已成为近几年的研究重点。其中,提高电池的安全性是发展锂离子电池的重中之重。就目前来说,商业化隔膜的种类通常为聚烯烃类。这一类隔膜由于其韧性较好,电化学性能较为稳定等因素,被广泛应用于锂离子电池的生产中。首先从电池的安全性来说,聚烯烃类隔膜的热稳定性能较差,在电池温度升高时,隔膜容易被刺穿,而且会发生变形,导致隔膜与正负极的接触面积变小,引起正负极接触,造成电池短路。其次,普通的聚烯烃类隔膜的浸润能力较差,当其与电解液接触时,由于浸润性差等缺点,限制了电池在高倍率下的充放电速率,影响电池的电化学性能。因此,寻找热稳定性良好以及电化学性能优异的隔膜成为研究的重点。沸石咪唑酯骨架结构材料(ZIFs)是一种特殊的骨架材料,具有较大的孔隙率,因此可以作为锂离子电池隔膜。此外ZIFs还具有良好的热稳定性,在较高的温度下仍能保持结构稳定,防止电池出现短路。本文以ZIFs为基底制备锂离子电池隔膜,并深入研究ZIFs基隔膜的电化学性能,主要研究内容如下:(1)通过将沸石咪唑酯骨架结构ZIF-4制成料浆直接涂覆于电极材料Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2上,制备出电极支撑膜,对隔膜的孔隙率、吸液率以及浸润性等性能进行测试表征。结果表明,与传统的聚丙烯(PP)隔膜材料相比,ZIF-4隔膜的孔隙率以及吸液率等性能明显优于PP隔膜,且ZIF-4隔膜对电解液具有较好的浸润性能与保液性能。通过离子电导率测试可以发现,ZIF-4隔膜的离子电导率较高。同时使用ZIF-4隔膜的电池具有良好的电化学性能,在1 C(150 mAh g-1)放电倍率下,其放电容量明显高于使用PP隔膜的电池。通过高温性能测试结果表明,ZIF-4隔膜的热稳定性优于PP隔膜,在高温下没有发生形变,这对于提高电池的安全性具有重要意义。(2)通过水热法制备隔膜材料沸石咪唑酯骨架结构ZIF-8,并将其直接涂覆于NCM正极材料的表面,测其孔隙率以及吸液率、保液率等性能。通过测试发现,ZIF-8隔膜的物理性能较为优异。并且ZIF-8隔膜的电导率明显高于PP隔膜。通过对其电化学性能测试发现,ZIF-8隔膜具有良好的循环稳定性以及较高的放电比容量,对提高电池整体容量具有重要意义。将由ZIF-8隔膜组成的电池置于55℃的温度下进行高温测试发现,ZIF-8隔膜所表现出了优异的电化学性能。因此,ZIF-8隔膜展现出了的良好热稳定性,这对于提高电池的安全性能提供了重要的保障。(3)在上面两项的研究基础上,将具有较为优异的物理以及电化学性能的ZIF-8与传统的PP隔膜结合,实现对PP隔膜的表面改性。结果显示改性后的隔膜与未改性处理的隔膜相比,具有优异的电化学性能,其与电解液的浸润能力也得到较大的提高,并有效增加了对电解液的吸收以及保液能力,提高了电池的容量以及循环稳定性。测试发现,在循环200次之后,使用经过改性处理的PP隔膜的电池稳定性以及放电比容量都明显优于未经过改性处理的PP隔膜。
其他文献
作为当前工业化生产中一门新兴的可学技术,BIM技术对于推动高精尖行业工业化的发展具有重要的作用。当前关于BIM技术在建筑行业中的应用仍处于初始的阶段,因此本文主要以BIM
在20世纪80年代和90年代,针对传统的行政模式缺陷,一种新的管理方法在公共部门中崭露头角。与传统的公共行政相比。新公共管理强调政府公共政策化和公共管理社会化,预示着公共行
诗词以丰富的情感,深邃的意境,生动的形象,含蓄凝练的语言,成为人类精神营养的滋补品.诗词可以通过多样化的表现手法,或情景勾勒、或以"凸"显"意"、或传统表现、或组合妙用,
随着我国人口老龄化问题的加重,老年人的健康照护服务需求急剧增加,走医养结合之路是老龄化社会发展的必然趋势。本文就我国医养结合模式下老年护理的发展现状、存在问题、护
微孢子虫(Protozoan:Microsporidia)是一类专性细胞内寄生的单细胞真核微生物,其种类繁多,寄主广泛,目前已发现的微孢子虫有近150属超过1200个种。自1959年首次发现微孢子虫
目的:通过对老年维持性血液透析患者年龄、性别、原发病、透析相关并发症、死亡原因等分析,初步了解老年维持性血液透析的现状,为更好的提高透析质量提供数据支持。方法:研究
<正> 一、三角形中的半角正切公式在△ABC 中,∠A,∠B,∠C的对边分别为 a,b,c,面积为 S,则tan A/2=(a~2-(b-c)~2)/4S;tan B/2=(b~2-(a-c)~2)/4S;tan C/2=(c~2-(a-b)~2)/4S.证
期刊
目前我国坚定实施创新驱动发展战略,积极推动创新型国家建设,企业作为市场经济的重要组成部分,其创新水平是影响我国创新体系构建的关键因素之一。当前市场环境复杂多变,市场
文章在阐述古村落与非物质文化遗产相互关系的基础之上,利用皇城村旅游接待人数分析了皇城村和重阳习俗二者之间叠加的经济效益,又通过调查问卷的方式分析了二者叠加后的社会
指出了随着我国的经济水平不断提高,建筑行业在我国市场经济当中占据了重要地位,同时加大了对林木的生产需求,长期的林木大量供应,阻碍了我国林业生态环境的健康发展。以当前