本文關(guān)鍵詞：碳酸甘油酯接枝高分子材料摻雜鋰鹽制備電解質(zhì)

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【摘要】：聚合物電解質(zhì)是鋰離子電池中一個重要的組成部分,隨著人們對鋰離子電池要求越來越高,提高聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率成為現(xiàn)在研究的重點,凝膠電解質(zhì)很好地解決了純固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率較低的問題。本文以碳酸甘油酯為前驅(qū)物合成一系列碳酸甘油酯衍生物,包括用作聚合物基體部分的丙烯酸碳酸甘油酯和作為凝膠電解質(zhì)增塑劑添加劑的三(2,3-環(huán)碳酸甘油酯)三乙胺基醚、三(2,3-環(huán)碳酸甘油酯)硼酸酯。通過核磁、紅外對上述產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,并對所制備的凝膠電解質(zhì)性能進(jìn)行測試,具體包括：(1)丙烯酸碳酸甘油酯基凝膠電解質(zhì)的合成與測試：通過取代反應(yīng)合成丙烯酸碳酸甘油酯。中間體丙烯酰氯的合成過程比較了兩種制備方法：以丙烯酸和苯甲酰氯為原料,以及丙烯酸和三氯化磷為原料合成丙烯酰氯,由于后者的產(chǎn)率較高,因此丙烯酰氯的合成采用丙烯酸和三氯化磷為原料,76℃恒溫攪拌2 h,再通過減壓蒸餾獲得丙烯酰氯。丙烯酸碳酸甘油酯單體(AGC)的制備過程為：以丙烯酰氯和碳酸甘油酯為原料,無水四氫呋喃為溶劑制得。將AGC與甲基丙烯酸甲酯單體(MMA)共聚制備聚合物基體,將P(AGC-MMA)基體浸漬在含1 mol/L LiC104的碳酸丙烯酯(PC)溶液中,制得凝膠電解質(zhì),測得其電導(dǎo)率最高可達(dá)1.0533×10-4S·cm-1。(2)添加劑三(2,3-環(huán)碳酸甘油酯)三乙胺基醚、三(2,3-環(huán)碳酸甘油酯)硼酸酯的合成與測試：以碳酸甘油酯和對甲基苯磺酰氯為原料,丙酮為溶劑,合成中間體對甲基苯磺酸碳酸甘油酯,再用中間體和三乙醇胺反應(yīng),NaHH為催化劑,無水四氫呋喃為溶劑制備三(2,3-環(huán)碳酸甘油酯)三乙胺基醚；以碳酸甘油酯和硼酸為原料,NaHSO4為催化劑,制備三(2,3-環(huán)碳酸甘油酯)硼酸酯。將兩種物質(zhì)作為添加劑添加到含1 mol/L LiC104的PC溶液中(即：增塑劑),測得增塑劑的粘度隨添加劑含量的增多而升高,同時電化學(xué)穩(wěn)定窗口也會略有提高。(3)凝膠電解質(zhì)的制備是將P(AGC-MMA)基體浸漬在含有三(2,3-環(huán)碳酸甘油酯)三乙胺基醚和三(2,3一環(huán)碳酸甘油酯)硼酸酯的增塑劑中一定時間獲得。文中測試了聚合物薄膜浸漬不同時間對凝膠電解質(zhì)電導(dǎo)率的影響。發(fā)現(xiàn)浸漬60 min后吸液量和電導(dǎo)率達(dá)到最大值,分別為1.4686×104 S·cm-1和1.5151×104 S·cm-1。但薄膜力學(xué)性能下降,因此最終選定浸漬時間為45 min。(4)隨著固體添加劑含量的增多,凝膠電解質(zhì)電導(dǎo)率隨之增加。當(dāng)浸漬時間固定為45 min時,摻雜3 wt%三(2,3-環(huán)碳酸甘油酯)硼酸酯電導(dǎo)率可達(dá)到1.0029x10-4 S·cm-1,摻雜2.5 wt%三(2,3-環(huán)碳酸甘油酯)三乙胺基醚的電導(dǎo)率可達(dá)到0.9992×10-4 S·cm-1。
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TQ317

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