本文關鍵詞：PVDF基多孔聚合物電解質(zhì)的制備及其在鋰離子電池中的應用研究

  更多相關文章： 多孔聚合物電解質(zhì) 星形聚合物 離子電導率 PEO 有機凝膠因子 鋰離子電池

【摘要】：在當今信息化高速發(fā)展的時代,能源的儲存、轉(zhuǎn)化和重復使用越來越受到關注,聚合物電解質(zhì)因具有較好的安全性能和靈活的外觀設計得到迅速的發(fā)展,并成為鋰離子電池中最具前景的關鍵材料之一。相對于純固態(tài)聚合物電解質(zhì)來說,多孔聚合物電解質(zhì)(PPE)不僅具有較好的膜穩(wěn)定性,而且能夠提供更高的離子電導率,但是純多孔聚合物電解質(zhì)在使用過程中仍然存在一定的電解液泄漏的問題,使得其在鋰離子電池的使用過程中庫倫效率和循環(huán)穩(wěn)定性下降,抑制了其發(fā)展。本文針對多孔電解質(zhì)電解液泄漏的缺陷,通過對多孔聚合物電解質(zhì)膜進行改進,提高其電化學性能以促進其快速的發(fā)展和應用。首先,通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的方法,制備了以PEO為鏈臂的星形聚合物,并將其與聚偏二氟乙烯混合,采用相分離法制備得到含星形聚合物的多孔聚合物電解質(zhì)膜,研究了不同含量的星形聚合物制備得到的多孔聚合物電解質(zhì)膜的表面形態(tài)、電解液吸液率、泄漏率、離子導電性能等特征。結(jié)果顯示,以分子量為2000的PEO合成的星形聚合物,當其含量為30 wt%(PPE-3)時,所形成的聚合物膜上的孔洞最多,電解液吸液率最大,同時電解液的泄漏率顯著下降,離子導電率與純的多孔聚合物電解質(zhì)膜相比增加約了0.5個數(shù)量級,聚合物電解質(zhì)膜的電化學穩(wěn)定窗口達到5.0V(vs.Li/Li+),70個循環(huán)后庫倫效率在90%以上。為了進一步提高聚合物電解質(zhì)膜的電化學性能,將有機凝膠因子填充在吸附了電解液的PPE-3的孔洞中,室溫下制得凝膠化的多孔聚合物電解質(zhì)(GPPEs),研究了不同含量的有機凝膠因子對GPPEs的泄漏率、離子電導率和電化學穩(wěn)定窗口等的影響。結(jié)果表明,當凝膠因子的含量在3 wt%(GPPE-3)的時候,所得獲得凝膠化的多孔聚合物電解質(zhì)的綜合性能最好,所形成的GPPE-3的室溫離子電導率達到1.18×10-4 Scm-1,而且電解液泄漏率顯著下降,其電化學穩(wěn)定窗口也達到4.8V(vs.Li/Li+)。
【關鍵詞】：多孔聚合物電解質(zhì) 星形聚合物 離子電導率 PEO 有機凝膠因子 鋰離子電池
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM912
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 緒論7-20
• 1.1 引言7-8
• 1.2 鋰離子電池的概述8-11
• 1.3 聚合物鋰離子電池11-12
• 1.4 聚合物鋰離子電池用電解質(zhì)12-16
• 1.5 提高聚合物電解質(zhì)離子電導率的常用方法16-19
• 1.6 本課題的意義19-20
• 實驗部分20-46
• 2.1 前言20-22
• 2.2 實驗原料22-23
• 2.3 多孔聚合物電解質(zhì)膜的制備23-25
• 2.4 多孔聚合物電解質(zhì)膜的表征25-27
• 2.5 結(jié)果與討論27-46
• 全文總結(jié)46-47
• 參考文獻47-54
• 致謝54-55
• 附錄 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄55

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