聚偏氟乙烯锂离子电池纳米纤维膜的制备与性能研究开题报告

聚偏氟乙烯锂离子电池纳米纤维膜的制备与性能研究开题报告一、选题背景和研究意义锂离子电池是目前应用十分广泛的电池之一，它具有高能量密度、长循环寿命、低自放电率、环保等特点，已广泛应用于移动电子设备、电动车、储能系统等领域，是未来能源领域发展的重要组成部分。聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维膜作为锂离子电池的重要组成部分，能够提供优异的支撑材料和固态电解质，其电化学性能和机械性能优异，并且具有较高的安全性和稳定性，因此探索高性能的PVDF纳米纤维膜是锂离子电池领域的热点和难点之一。本课题旨在通过优化纺丝工艺和改变材料配比，制备出性能优异的PVDF锂离子电池纳米纤维膜，并采用多种表征方法进行性能评估，为锂离子电池的研发和应用提供新的解决方案。二、研究内容和技术路线1.PVDF纳米纤维膜的制备：选取不同的溶剂、添加剂和纺丝参数，利用电纺技术制备PVDF纳米纤维膜，并优化纺丝工艺，得到性能优异的PVDF纳米纤维膜。2.PVDF纳米纤维膜的表征：采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）等多种表征方法对PVDF纳米纤维膜进行形貌、结晶度、热稳定性等性能评估。3.PVDF纳米纤维膜的性能测试：利用电化学工作站对PVDF纳米纤维膜进行电化学性能测试，包括离子传导性能、电化学稳定性等。4.结果分析和展望：对实验结果进行统计评估和分析，探究PVDF纳米纤维膜的制备与性能之间的关系，并对未来的研究方向和应用前景进行展望。三、研究难点和关键技术1.PVDF纳米纤维膜制备工艺优化：纺丝工艺中诸如电压、流速等参数的优化，以及溶剂和添加剂的选择和配比等均需要进行实验研究。2.PVDF纳米纤维膜结晶度的控制：PVDF材料的结晶度对其性能有很大的影响，因此需要进行适当的处理和改变材料配比等方法来控制PVDF纳米纤维膜的结晶度。3.PVDF纳米纤维膜的性能评估：需要采用多种表征方法进行综合评估，建立完整的PVDF纳米纤维膜性能测试系统。四、预期成果通过对制备PVDF锂离子电池纳米纤维膜的实验研究，期望实现以下研究成果：1.制备出性能优异的PVDF锂离子电池纳米纤维膜，其电化学性能和机械性能均有所提高。2.探究PVDF纳米纤维膜制备与性能之间的关系，为锂离子电池领域的材料研究提供参考。3.对优化PVDF纳米纤维膜结构和性能的原理进行深入研究，并为锂离子电池的研发和应用提供新的解决方案。五、参考文献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