几丁质纳米纤维基锂离子电池隔膜的制备及其性能研究的任务书.docx

几丁质纳米纤维基锂离子电池隔膜的制备及其性能研究的任务书
任务书
一、选题背景
锂离子电池是目前电动汽车、移动终端等领域中普遍应用的电池类型，其优良的电化学性能使其受到了广泛的关注和应用。其中，锂离子电池中的隔膜材料起到了关键的作用，它能够降低不同电极直接的电子短路和离子短路，防止电池短路、过充、过放等不安全问题的发生。目前市面上主流的锂离子电池隔膜分为两种类型，分别为聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）隔膜。虽然这两种隔膜具有较高的导电性和价格便宜等优点，但在高温、大电流等极端环境下存在相应的问题，例如过电解、老化等等。为提升锂离子电池的性能和安全性，发展新型的锂离子电池隔膜已成为各国科研人员的研究热点。
几丁质纳米纤维是一种新型的天然高分子材料，具有生物相容性、生物分解性、生物活性等优点。几丁质纳米纤维的特性能够满足锂离子电池隔膜的应用需求，如高电化学性能、高温稳定性和良好的离子通道等。因此，基于几丁质纳米纤维制备锂离子电池隔膜的研究具有重要的理论意义和现实应用价值。
二、研究目的
本研究旨在探究几丁质纳米纤维基锂离子电池隔膜的制备方法和性能表现，并进一步探究不同制备条件对隔膜性能的影响。
三、主要研究内容
1.几丁质纳米纤维的制备：本研究将采用电纺法（electrospinning）将几丁质原材料制备成几丁质纳米纤维。
2.隔膜材料的制备：在制备好的几丁质纳米纤维基础上，选取合适的配方和工艺步骤制备出锂离子电池隔膜材料，包括混合、溶剂处理、制膜等工艺步骤。
3.隔膜性能测试：对制备出的几种不同条件下的隔膜样品进行一系列的物理性能和电化学性能测试，包括热稳定性、力学性能、离子传输性能等。最终通过对比分析，确定制备最优方案。
四、研究方案
1.几丁质纳米纤维的制备：采用电纺法制备几丁质纳米纤维，通过调节溶液配方、电压、电极间距等参数寻求最优制备条件。
2.隔膜材料的制备：根据选定的配方，进行混合、溶剂处理等工艺步骤制备隔膜样品，并对不同条件下的样品进行PH、粘度、浓度等分析测试。
3.隔膜性能测试：对成型好的隔膜样品进行热稳定性测试、力学性能测试、电化学性能测试，包括离子传输性能测试、电化学阻抗谱测试等多个方面的测试。
4.数据分析：通过对不同条件下的测试数据进行分析，确定最优制备条件，寻找得到性能最优的几丁质纳米纤维基锂离子电池隔膜的制备方案。
五、预期结果
1.成功制备出几丁质纳米纤维。
2.成功制备出几种不同条件下的锂离子电池隔膜样品，并对样品进行各项性能测试。
3.结合测试结果分析，确定制备最优方案。
4.对几丁质纳米纤维基锂离子电池隔膜的性能特点及其与传统隔膜材料的比较进行深入研究。
六、参考文献
[1]谢光宇,陈德维,侯冬,孙奎.几丁质纳米纤维的制备及其应用研究[J].化工新型材料,2013(9):71-74.
[2]杨菁,董婵,崔建勋,等.几丁质纳米纤维电解质在锂离子电池中的应用研究[J].日用化学产品,2017,9(22):129-131.
[3]顾方雨,闫大奇,韩彦辰,等.几丁质纳米纤维对锂离子电池性能的影响[J].化学通报,2020,8(1):39-43.