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本文利用粉体接枝的方法,将甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)通过辐射乳液接枝的方法接枝到PVDF粉体上,制备出不同接枝率的PVDF-g-PGMA粉体,并利用该粉体制备成锂离子电池隔膜。
通过红外光谱,差示扫描量热方法分析了电池隔膜的化学组成;通过SEM,压汞仪等手段研究了电池隔膜的表面,断面形貌,孔径大小和孔隙率,与纯PVDF粉体制备的电池隔膜对比发现,改性后的电池隔膜孔隙率增大,形成1μm左右的孔径,并且吸液率较未改性的隔膜有明显提升。与此同时,对电池隔膜进行了力学性能,电化学性能的表征。结果表明,改性膜的力学性能有所下降,但达到电池使用要求;改性后的电池隔膜在30℃的电导率可以达到0.23×10-3S/cm。最后在氩气氛围的手套箱中组装成2032型扣式电池,电池性能较未改性的PVDF膜有明显提高。
本文又进一步探讨了超支化聚合物对锂离子电池隔膜性能的影响。线性聚合物PEO,PPO等在聚合物锂离子电池隔膜中有广泛应用,而超支化聚合物往往会得出与线性聚合物相似但不同的性质。通过缩水甘油的阴离子开环聚合,采用缓慢滴加的方法,合成了超支化聚缩水甘油醚(HPG),将HPG添加到PVDF-g-PGMA锂离子电池隔膜中进行性能测试。
使用红外光谱,差示扫描量热谱对膜的化学结构进行分析;使用SEM,压汞仪表征了电池隔膜的孔的特征,发现HPG的加入对孔径以及孔隙率影响不大。改性膜的力学性能随HPG的加入而性能降低,而锂离子电导率随HPG的加入而不断增大。将电池隔膜组装成扣式电池进行电池性能测量,实验证明,随着HPG含量的增大,电池性能呈现先提高后降低的趋势。