可用于锂离子电池隔膜的改性聚芳醚酮的制备与性能研究

【摘要】锂离子电池已被广泛应用在小型电子设备到大型电力系统（如电动汽车和混合动力电动汽车）。通过提高能源效率和减少污染，对未来的环境问题和能源问题起到重要的影响。对于动力电池，其能量密度、比能量、工作温度范围（安全性）和价格方面，仍然面临很大的挑战，开发出能量密度高、安全性好、成本低的动力电池，已经成为新能源技术和产业发展的重点。隔膜是锂离子电池不可缺少的组分，其性能的高低不仅对电池的充放电性能起着至关重要的作用，而且对电池的适用环境及安全性起着决定作用。目前商品化的隔膜材料主要为聚烯烃类，但是聚烯烃材料耐热性差、浸润性差并且存在隔膜孔隙率低等不足。本论文通过分子设计，设计合成含氟结构、烯丙基结构可溶可交联聚芳醚酮高聚物，采用相转化法制备聚芳醚酮微孔膜，进一步通过紫外交联方法获得具有高耐电解液能力、更高耐热性能的聚芳醚酮微孔膜。通过调节六氟双酚A（6FBPA）和二烯丙基双酚A(O-DABPA)的比例，合成出不同交联结构含量聚合物。研究不同含氟结构、烯丙基结构含量对聚合物及聚合物微孔膜性能的影响。优化出具有高孔隙率、强的耐电解液能力、优异耐高温性能的高安全性聚芳醚酮微孔膜材料。设计合成含羧基结构可交联聚芳醚酮聚合物，利用羧基与纳米二氧化硅表面羟基分子间氢键作用，采用相转化法制备可交联的纳米二氧化硅/聚芳醚酮复合微孔膜，纳米SiO2与交联结构的引入，提高和改善了微孔膜的热稳定性、尺寸稳定性，耐溶剂性及浸润性。采用静电纺技术制备高孔隙率的含羧基结构可交联聚芳醚酮纳米纤维多孔膜以及纳米二氧化硅/聚芳醚酮复合纳米纤维多孔膜。多孔膜具有高孔隙率、优异的耐电解液能力和电解液浸润性能，特别是具有良好的热尺寸稳定性，有望为高性能锂离子电池高安全性隔膜提供一种选择。
【作者】王喜涛；
【导师】刘新才；
【作者基本信息】吉林大学，高分子化学与物理，2014，硕士
【关键词】锂离子电池；隔膜；交联；聚芳醚酮；

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