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汇报人:2024-01-15锂离子电池用纳米硫酸钡改性复合隔膜的制备及性能研究

目录CONTENCT引言实验部分结果与讨论机理分析结论与展望参考文献

01引言

锂离子电池的发展隔膜的重要性纳米硫酸钡改性的优势随着电动汽车、可穿戴设备等领域的快速发展，锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命等优点而得到广泛应用。隔膜是锂离子电池的关键组成部分，对电池的安全性、性能和使用寿命具有重要影响。纳米硫酸钡具有优异的热稳定性、化学稳定性和机械性能，作为隔膜改性材料，可以提高锂离子电池的综合性能。研究背景和意义

国内外研究现状发展趋势国内外研究现状及发展趋势目前，国内外学者已经对锂离子电池隔膜进行了广泛研究，包括聚合物隔膜、无机复合隔膜等。其中，纳米材料改性隔膜已成为研究热点。未来，随着纳米技术的不断发展和应用，纳米材料改性隔膜的研究将更加深入，有望实现更高性能锂离子电池的制备。

研究内容01本研究旨在通过纳米硫酸钡对锂离子电池隔膜进行改性，制备出具有优异性能的复合隔膜，并对其进行详细的物理化学性能表征和电化学性能测试。研究目的02通过纳米硫酸钡改性，提高锂离子电池隔膜的热稳定性、机械强度和离子电导率等关键性能，从而提升锂离子电池的综合性能。研究意义03本研究不仅有助于深入了解纳米材料在锂离子电池隔膜改性中的应用，还可为高性能锂离子电池的制备提供新的思路和方法，对推动锂离子电池领域的发展具有重要意义。研究内容、目的和意义

02实验部分

聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、纳米硫酸钡、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、导电剂等。原料高速搅拌机、涂布机、热压机、真空干燥箱、电池测试系统等。设备实验原料与设备

80%80%100%纳米硫酸钡的制备将可溶性钡盐和硫酸盐在适当条件下反应，生成纳米硫酸钡沉淀。通过溶胶的制备、凝胶的形成以及后续处理，得到纳米硫酸钡。在表面活性剂的作用下，将两种不互溶的溶剂形成微乳液，然后在微乳液中合成纳米硫酸钡。化学沉淀法溶胶-凝胶法微乳液法料准备涂布热压成型后处理复合隔膜的制备将涂布好的基膜经过热压机热压成型，得到复合隔膜。将混合好的浆料通过涂布机均匀涂布在基膜上。将PE、PP、纳米硫酸钡、导电剂等原料按一定比例混合均匀。对复合隔膜进行裁剪、清洗、干燥等后处理。

将正负极片、复合隔膜、电解液等按一定顺序组装成电池。使用电池测试系统对组装好的电池进行充放电性能、循环性能、倍率性能等测试。电池的组装与测试电池测试电池组装

03结果与讨论

通过X射线衍射（XRD）对纳米硫酸钡进行晶体结构分析，结果显示纳米硫酸钡具有典型的晶体结构，且结晶度良好。XRD分析扫描电子显微镜（SEM）观察结果显示，纳米硫酸钡颗粒呈球形或类球形，粒径分布均匀，无团聚现象。SEM观察通过Brunauer-Emmett-Teller（BET）方法测定纳米硫酸钡的比表面积，结果显示其具有较高的比表面积，有利于与聚合物基体的复合。BET比表面积测定纳米硫酸钡的表征

通过测量不同复合隔膜的厚度和孔隙率，发现随着纳米硫酸钡含量的增加，隔膜厚度逐渐减小，孔隙率逐渐增大。隔膜厚度与孔隙率SEM观察结果显示，复合隔膜表面平整，无明显缺陷和裂纹。纳米硫酸钡颗粒均匀分散在聚合物基体中，未出现团聚现象。隔膜形貌通过红外光谱（IR）和X射线光电子能谱（XPS）分析，确认纳米硫酸钡与聚合物基体之间形成了化学键合，有利于提高复合隔膜的机械性能和热稳定性。隔膜结构复合隔膜的形貌与结构

离子电导率通过交流阻抗法测量复合隔膜的离子电导率，发现随着纳米硫酸钡含量的增加，离子电导率逐渐提高。当纳米硫酸钡含量达到一定值时，离子电导率达到最大值。界面阻抗采用电化学工作站测试复合隔膜的界面阻抗，结果显示界面阻抗随着纳米硫酸钡含量的增加而减小。这有利于提高电池的充放电效率和循环性能。电化学稳定性窗口通过线性扫描伏安法（LSV）测定复合隔膜的电化学稳定性窗口，发现其具有较高的电化学稳定性，能够满足锂离子电池的工作要求。复合隔膜的电化学性能

将复合隔膜组装成锂离子电池进行充放电循环测试，结果显示电池具有良好的循环稳定性。随着循环次数的增加，电池容量衰减缓慢。循环性能在不同倍率下进行充放电测试，发现电池具有良好的倍率性能。即使在较高倍率下，电池仍能保持较高的放电容量和能量密度。倍率性能电池的循环性能与倍率性能

04机理分析

改善隔膜的机械性能纳米硫酸钡的加入可以显著提高复合隔膜的拉伸强度和穿刺强度，使得隔膜在电池组装和使用过程中具有更好的耐久性。优化隔膜的离子传导性能纳米硫酸钡的引入可以改善复合隔膜的孔隙结构和离子传导性能，降低电池的内阻，提高电池的充放电性能和循环寿命。提高隔膜的热稳定性纳米硫酸钡具有较高的热稳定性，将其引入复合隔膜中，可以有效提高隔膜的热分解温度，从而提高电池的安全性。纳米硫酸