固體聚合物電解質(zhì)相比于傳統(tǒng)電解質(zhì)具有多種優(yōu)越的性能,如能量密度高、可抑制鋰金屬枝晶生長、易于加工成型等,因此一直是固體電解質(zhì)材料研究的熱點。本文首先利用環(huán)糊精（CD）與聚氧乙烯（PEO）可以通過自組裝形成管道狀聚輪烷結構的性質(zhì),成功制備了幾類具有較高室溫電導率的環(huán)糊精-聚氧乙烯/鋰鹽固體電解質(zhì),然后利用一系列固體核磁共振方法,研究分析了材料中鋰離子和高分子的運動能力,深入探討了其離子導電機制以及組裝成全固態(tài)鋰金屬電池的可行性。全文的主要研究內(nèi)容（按章節(jié)順序）如下:（1）第二章工作主要發(fā)展了一系列可以用于研究固體電解質(zhì)中鋰離子化學環(huán)境以及空間分布的固體核磁共振方法。本章中利用這些方法對一個具體的體系,即β-CD-PEO_n/Li⁺固體電解質(zhì)中鋰離子的化學環(huán)境以及空間分布進行了研究,并在此基礎上對管道中高分子鏈運動、鋰離子運動和材料導電機制進行了研究和探討。固體核磁共振結果清晰地表明,在該材料中鋰離子主要處于兩種不同的化學環(huán)境中,分別為被分子鏈所絡合的鋰離子以及被環(huán)糊精所絡合的鋰離子;分子鏈所絡合的鋰離子具有更高的空間密度以及更強的運動能力,而環(huán)糊... 

【文章來源】：華東師范大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

幾種不同結晶型無機固體電解質(zhì)材料的晶體結構示意圖

精-聚氧乙烯/鋰鹽固體聚合物電解質(zhì)以上兩種導電機理的理解，本課題組在前期的工作中成功合物固體電解質(zhì) α-CD-PEO/Li+[40]。環(huán)糊精是由多個葡萄低聚糖[41,42]，具有圓孔狀腔體結構。多羥基的分布導致了面親水，因此可以與很多有機或無機小分子通過自組裝形成現(xiàn)α-CD可以與PEO自組裝形成管道狀聚輪烷結構[43]，在穿插在 PEO 分子鏈上，形成圓筒狀的管道結晶結構，PE所形成的管道內(nèi)部。在該體系中混入鋰鹽，鋰離子會與 進入到環(huán)糊精管道內(nèi)部，而陰離子由于空間位阻的影響，管道之間的空隙中，其結構如圖 1-3 所示。

1.5.2 本文所用到的核磁共振方法介紹1 魔角旋轉（Magic-Angel Spining, MAS）液體核磁共振中由于樣品存在很強的布朗運動，使得多種相互作用被平均，只保留下化學位移各向同性以及 J 耦合，因此譜圖呈現(xiàn)出很高的分辨率。而在固體核磁共振中，由于存在著多種相互作用，導致譜峰極大地寬化，難以區(qū)分，因此需要高分辨技術來得到高分辨譜圖以獲取更多信息。偶極相互作用的哈密頓量表達式中存在空間相 3cos2θ-1，因此將樣品放在與磁場方向呈 54.7°的方向上可以極大抑制偶極相互作用，使譜圖分辨率提高。同時，給樣品施加超高轉速，樣品中多種相互作用都可被平均[53,54]，這種方法被稱為魔角旋轉技術，其中 54.7°的角度被定義為魔角。魔角旋轉技術是目前高分辨固體核磁共振中應用最廣的技術之一。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]聚合物電解質(zhì)離子遷移數(shù)測定方法的研究進展[J]. 張虎成,軒小朋,王鍵吉,汪漢卿.  電源技術. 2003(01)

博士論文
[1]環(huán)糊精/聚氧乙烯堿金屬鹽固體聚合物電解質(zhì)的核磁共振研究[D]. 楊凌云.華東師范大學 2016



本文編號：2979547