在能源危機、環(huán)境污染、氣候變暖等全球問題日益凸顯的時代,發(fā)展具有綠色環(huán)保、高能量密度等優(yōu)勢的鋰離子電池,對促進能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前商用液態(tài)電解質(zhì)存在諸多限制,為了追求更好的安全性能和更高的能量密度,迫切需要研究全固態(tài)電解質(zhì)。聚合物基全固態(tài)電解質(zhì)具有柔性、與電極相容性好、易成型等優(yōu)勢,適于商業(yè)化應(yīng)用,但存在離子電導(dǎo)率較低等問題。本論文設(shè)計制備了一系列有機無機雜化全固態(tài)聚合物電解質(zhì),通過紅外光譜、掃描電鏡、差示掃描量熱等方法表征了電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)與熱學(xué)性質(zhì),運用電化學(xué)阻抗譜、線性掃描伏安法等方法研究了電解質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì),并通過恒電流充放電實驗探究了電解質(zhì)在磷酸鐵鋰/鋰全固態(tài)電池中的應(yīng)用。我們將具有中空納米管狀結(jié)構(gòu)的天然粘土埃洛石（HNT）,與甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯（mPEGA）復(fù)合,通過紫外光引發(fā)mPEGA聚合,制備了納米粘土原位復(fù)合梳形聚合物固態(tài)電解質(zhì)（HCPE）。引入柔性的PEG支鏈與納米管,抑制了大分子鏈的結(jié)晶,得到無定形的HCPE,其玻璃化溫度低至-48.6℃,利于Li⁺傳輸。HNT帶負電荷的外表面與Li⁺相互作用,且較... 

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 全固態(tài)鋰離子電池
        1.2.1 鋰離子電池的工作原理
        1.2.2 從液態(tài)電解質(zhì)到全固態(tài)電解質(zhì)
        1.2.3 全固態(tài)電解質(zhì)的分類
    1.3 全固態(tài)聚合物電解質(zhì)
        1.3.1 全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的工作機理
        1.3.2 全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的鋰鹽
        1.3.3 聚醚類全固態(tài)聚合物電解質(zhì)
        1.3.4 脂肪族聚酯類全固態(tài)聚合物電解質(zhì)
        1.3.5 納米粒子復(fù)合全固態(tài)聚合物電解質(zhì)
    1.4 本論文的目的與內(nèi)容
第二章 納米粘土原位復(fù)合梳形聚合物固態(tài)電解質(zhì)
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器與設(shè)備
        2.2.3 HNT的制備
        2.2.4 納米粘土原位復(fù)合梳形聚合物固態(tài)電解質(zhì)的制備
        2.2.5 固態(tài)電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)表征
        2.2.6 固態(tài)電解質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)表征
        2.2.7 固態(tài)電解質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)表征
        2.2.8 基于納米粘土原位復(fù)合梳形聚合物電解質(zhì)的鋰離子電池制備與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 固態(tài)電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)與形貌
        2.3.2 固態(tài)電解質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)
        2.3.3 固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率與鋰離子遷移數(shù)
        2.3.4 固態(tài)電解質(zhì)的電化學(xué)窗口與對鋰穩(wěn)定性
        2.3.5 全固態(tài)鋰離子電池的倍率性能與循環(huán)性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 MOF原位復(fù)合梳形聚合物固態(tài)電解質(zhì)
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器與設(shè)備
        3.2.3 MOF ZIF-8的合成
        3.2.4 MOF原位復(fù)合梳形聚合物固態(tài)電解質(zhì)的制備
        3.2.5 ZIF-8以及固態(tài)電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)表征
        3.2.6 固態(tài)電解質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)表征
        3.2.7 固態(tài)電解質(zhì)的電化學(xué)性質(zhì)表征
        3.2.8 基于MCPE的全固態(tài)鋰離子電池的制備與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 ZIF-8的結(jié)構(gòu)
        3.3.2 固態(tài)電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)
        3.3.3 固態(tài)電解質(zhì)的熱學(xué)性質(zhì)
        3.3.4 固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率與鋰離子遷移數(shù)
        3.3.5 固態(tài)電解質(zhì)的電化學(xué)窗口與對鋰穩(wěn)定性
        3.3.6 基于MCPE的全固態(tài)鋰離子電池的倍率性能與循環(huán)性能
    3.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：3711226