【摘要】：進(jìn)入21世紀(jì)以來,綠色清潔,高功率密度,體積小、重量輕的鋰離子二次電池成為了科研人員研究的熱點。相比于液態(tài)鋰離子電池,聚合物鋰離子電池具有高電壓,高比能量和長循環(huán)壽命等特點。固態(tài)聚合物電解質(zhì)可以減輕甚至消除電解質(zhì)與電池材料之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng),避免液態(tài)電解質(zhì)電池中的液體滲漏,便于制備各種形狀的電池。從目前的研究與應(yīng)用成果上看,固態(tài)聚合物電解質(zhì)仍存在室溫電導(dǎo)率較低、熱穩(wěn)定性與機械強度差等問題仍待解決。研究首先以PEO/PMMA (7:3)作為共混體系基體,制備聚合物膜,研究得到的最佳成膜工藝條件是：共混溶液在25℃下以700rmp轉(zhuǎn)速磁力攪拌90min,50℃烘干2h。在此條件下制備PEO/PMMA/LiClO4/LCI-與PEO/PMMA/LiClO4/AMPS體系固態(tài)聚合物電解質(zhì)。通過紅外光譜、偏光顯微鏡及掃描電鏡能譜探討了液晶離聚物(LCI)與2-丙烯酰胺甲基丙磺酸(AMPS)對聚合物電解質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的影響；通過交流阻抗與差示掃描量熱研究了LCI與AMPS對聚合物電解質(zhì)導(dǎo)電性與熱性能的影響。結(jié)果表明,添加LCI與AMPS的紅外譜圖中皆出現(xiàn)了由磺酸基團所引起的吸收峰,同時非晶態(tài)的PEO三重醚氧鍵伸縮振動吸收峰變得平緩,說明了LCI、AMPS與基體發(fā)生了相互作用。PEO與PMMA的共混將PEO的結(jié)晶度由47.5%降低至22.3%,共混體系的熔融溫度(Tm)從70.1(純PEO)降低到55.7℃,LCI與AMPS的摻雜未能繼續(xù)降低體系結(jié)晶度。LCI與AMPS通過增強PEO與PMMA相容性,以及分子中-SO32-的絡(luò)合作用提升了聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率。當(dāng)LCI與AMPS含量分別升高至1.0%與1.3%時,室溫電導(dǎo)率達(dá)到最高的4.31E-8S/cm與1.97E-6S/cm,之后皆呈下降趨勢。研究又以PEO與MMA為原料合成了PEO-MMA接枝共聚物,并結(jié)合共混體系研究成果,制備了PEO-MMA接枝共聚物電解質(zhì),通過紅外光譜、偏光顯微鏡對不同合成條件的接枝共聚物的聚合效果進(jìn)行表征；通過交流阻抗對共聚體系聚合物電解質(zhì)的導(dǎo)電性進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,紅外光譜圖中未出現(xiàn)游離和締合的羥基的吸收峰,原料中的PEO完全參與聚合反應(yīng)。固定催化劑用量,聚合反應(yīng)時間達(dá)到6h后,聚合物產(chǎn)率較高的41%,增加聚合時間,產(chǎn)率無明顯提升。聚合反應(yīng)的時間與催化劑用量對PEO-MMA接枝共聚物電解質(zhì)電導(dǎo)率產(chǎn)生影響,當(dāng)聚合時間為6h,催化劑用量為10%時,室溫電導(dǎo)率達(dá)到最大的1.70E-6 S/cm。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O631.3

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本文編號：2554878