聚偏氟乙烯鋰離子電池納米纖維膜的制備與性能研究開題報告

聚偏氟乙烯鋰離子電池納米纖維膜的制備與性能研究開題報告一、選題背景和研究意義鋰離子電池是目前應(yīng)用十分廣泛的電池之一，它具有高能量密度、長循環(huán)壽命、低自放電率、環(huán)保等特點，已廣泛應(yīng)用于移動電子設(shè)備、電動車、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域，是未來能源領(lǐng)域發(fā)展的重要組成部分。聚偏氟乙烯（PVDF）納米纖維膜作為鋰離子電池的重要組成部分，能夠提供優(yōu)異的支撐材料和固態(tài)電解質(zhì)，其電化學(xué)性能和機械性能優(yōu)異，并且具有較高的安全性和穩(wěn)定性，因此探索高性能的PVDF納米纖維膜是鋰離子電池領(lǐng)域的熱點和難點之一。本課題旨在通過優(yōu)化紡絲工藝和改變材料配比，制備出性能優(yōu)異的PVDF鋰離子電池納米纖維膜，并采用多種表征方法進行性能評估，為鋰離子電池的研發(fā)和應(yīng)用提供新的解決方案。二、研究內(nèi)容和技術(shù)路線1.PVDF納米纖維膜的制備：選取不同的溶劑、添加劑和紡絲參數(shù)，利用電紡技術(shù)制備PVDF納米纖維膜，并優(yōu)化紡絲工藝，得到性能優(yōu)異的PVDF納米纖維膜。2.PVDF納米纖維膜的表征：采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）、熱重分析（TGA）、X射線衍射（XRD）等多種表征方法對PVDF納米纖維膜進行形貌、結(jié)晶度、熱穩(wěn)定性等性能評估。3.PVDF納米纖維膜的性能測試：利用電化學(xué)工作站對PVDF納米纖維膜進行電化學(xué)性能測試，包括離子傳導(dǎo)性能、電化學(xué)穩(wěn)定性等。4.結(jié)果分析和展望：對實驗結(jié)果進行統(tǒng)計評估和分析，探究PVDF納米纖維膜的制備與性能之間的關(guān)系，并對未來的研究方向和應(yīng)用前景進行展望。三、研究難點和關(guān)鍵技術(shù)1.PVDF納米纖維膜制備工藝優(yōu)化：紡絲工藝中諸如電壓、流速等參數(shù)的優(yōu)化，以及溶劑和添加劑的選擇和配比等均需要進行實驗研究。2.PVDF納米纖維膜結(jié)晶度的控制：PVDF材料的結(jié)晶度對其性能有很大的影響，因此需要進行適當(dāng)?shù)奶幚砗透淖儾牧吓浔鹊确椒▉砜刂芇VDF納米纖維膜的結(jié)晶度。3.PVDF納米纖維膜的性能評估：需要采用多種表征方法進行綜合評估，建立完整的PVDF納米纖維膜性能測試系統(tǒng)。四、預(yù)期成果通過對制備PVDF鋰離子電池納米纖維膜的實驗研究，期望實現(xiàn)以下研究成果：1.制備出性能優(yōu)異的PVDF鋰離子電池納米纖維膜，其電化學(xué)性能和機械性能均有所提高。2.探究PVDF納米纖維膜制備與性能之間的關(guān)系，為鋰離子電池領(lǐng)域的材料研究提供參考。3.對優(yōu)化PVDF納米纖維膜結(jié)構(gòu)和性能的原理進行深入研究，并為鋰離子電池的研發(fā)和應(yīng)用提供新的解決方案。五、參考文獻1.Pakdel,A.&Kim,K.S.Thin-filmcompositemembranescontainingpolyvinylidenefluoridenanofibersviaelectrospinningfororganicsolventnanofiltration.J.Ind.Eng.Chem.51,200–207(2017).2.Zhang,C.,Yang,W.,Li,W.,Yang,D.,Ling,P.&Hou,H.Areviewonpreparation,properties,andapplicationsofelectrospuncompositenanofibers.Polymers10,936(2018).3.Cheng,F.,Wu,Y.,Wang,X.,Yao,Y.,Chen,S.&Ma,J.FabricationofelectrospunPVDF–PANcompositenanofibermembraneforlithium-ionbatteryseparator.J.Appl.Polym.Sci.134,doi:10.1002/app.43360(2017).4.Gao,Y.,Wang,J.,Zhao,X.,Li,B.&Fang,J.Self-standingpolyvinylidenefluoride/Fe3O4/grapheneoxidecompositenanofibrousmembranesviaco-electr