發(fā)布時間：2024-10-03 05:07

　　自充電電池為電池的續(xù)航提供了一種創(chuàng)新的方法,它可以在不需要外部電源的情況下從環(huán)境中獲得持續(xù)的電能,將能量的轉(zhuǎn)化與存儲一步完成。其功能的實(shí)現(xiàn)與作為其關(guān)鍵部件的PVDF基壓電隔膜密不可分。性能優(yōu)異的壓電隔膜需具備以下特點(diǎn):一是具有良好的孔隙結(jié)構(gòu),從而增加離子導(dǎo)電通道,提高能量轉(zhuǎn)換/存儲效率,二是具有高的壓電特性,從而驅(qū)動更多的鋰離子從陰極遷移到陽極,提高電池的存儲容量。為更好的提高自充電電池性能,促進(jìn)其實(shí)際應(yīng)用,本文重點(diǎn)從以上兩個方面對自充電電池的PVDF基壓電隔膜進(jìn)行了相應(yīng)的改性研究,具體內(nèi)容如下:（1）以ZnO顆粒為形核劑,采用刻蝕手段制備多孔的純β相PVDF薄膜,使得壓電隔膜具有較好的孔隙結(jié)構(gòu),從而增加Li⁺擴(kuò)散通道,促進(jìn)鋰離子連續(xù)快速的傳輸,與此同時,針對自充電電池鋼殼結(jié)構(gòu)造成的機(jī)械能損耗嚴(yán)重、應(yīng)用靈活度較低的問題,本文又采用PET薄膜封裝制備了新型具有柔性結(jié)構(gòu)的自充電電池,從而大大提高了電池對機(jī)械能的利用率。（2）采用靜電紡絲法制備新型無鉛壓電纖維Ba_0.7Ca_0.3TiO₃-Ba(Ti

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1自充電電池的部分應(yīng)用舉例

實(shí)際商用的電池相比，目前該自充電電池的能量轉(zhuǎn)換效率和自充離應(yīng)用推廣仍有較大差距，原因主要包括以下兩個方面：一、自成大量機(jī)械能損失[28]。常見的自充電電池器件使用的是與鋰電封裝，施加的機(jī)械能需要先克服電池殼的變形才能傳到壓電隔被鋼殼吸收。同時，隨著各種電子設(shè)備的日益小型化和柔性化....

圖2-1（a）扣式電池和（b）柔性電池的結(jié)構(gòu)示意圖

第二章多孔PVDF隔膜應(yīng)用于自充電電池的研究極片（LiCoO2在Al箔上）-電解液-PVDF基壓電隔膜-負(fù)極片（MoS2/C在銅箔上）-鎳-負(fù)極殼。此外，本章還嘗試制備了一組采用柔性PET薄膜封裝的自充電電池，基本結(jié)構(gòu)如圖b）所示，先將鍍有電極活性物....

圖2-2組裝完成的（a）扣式電池和（b）柔性電池的實(shí)物圖

下先靜置24h，使電解液與正負(fù)極活化完全，之后再在0.05C的倍率下進(jìn)行三次3.0～4.2V的恒流充放電循環(huán)，使電池性能保持穩(wěn)定[29]。圖2-1（a）扣式電池和（b）柔性電池的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2-3電池自充電性能測試裝置示意圖（1.繩索輪；2.基座；3.圓管；4.300g砝碼；5.所制自充電電池；6.測量尺；7.手動牽引；8.計(jì)時器；9.電化學(xué)工作站或藍(lán)電電池測試系統(tǒng)；10.顯示器）

0.05C、0.1C、0.3C和0.05C的倍率進(jìn)行充放電，即可獲得不同倍率下電池的充放電容量及其對應(yīng)的衰減曲線。電池的壓電性能與自充電性能在如圖2-3所示自制設(shè)備中進(jìn)行測試。通過手動牽引繩索，控制砝碼下落高度，再根據(jù)公式E=mgh，（m：砝碼質(zhì)量，300g；g：....

本文編號：4006789