本文關鍵詞：含硼類鋰鹽聚合物（PVDF-HFP）電解質膜的制備和改性，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,隨著生活水平的提高,人們在生產和生活中對于鋰離子電池的需求不斷增長。鋰離子電池具有高質量比能量,高輸出電壓,工作溫度寬,安全無電解液泄露,無記憶效應和外形設計靈活等優(yōu)點,本論文目標在于研究制備新型高性能的聚合物電解質,提高其離子電導率和熱力學性能。主要研究以下幾個方面：首先通過倒相法制備PVDF-HFP基聚合物電解質,添加PEO對其進行改性,研究了添加不同質量比的PEO對聚合物電解質性能的影響。使用掃描電鏡,孔隙率分析研究了微孔膜的微孔結構,利用X射線衍射分析了微孔膜的結晶度,通過差示量熱掃描研究了微孔膜的熱力學性能。微孔膜吸取電解液凝膠化后制得聚合物電解質。使用交流阻抗儀獲得交流阻抗譜,通過計算得到離子電導率。實驗得出,當PEO質量含量為40%時,制得電解質膜的孔穴最豐富,非晶度最高,所以室溫下對液體電解液1mol/L LiClO4的EC/PC(體積比1：1)具有最高的吸液率(209%)和離子電導率(5.74×10-3S·cm-1)。其次研究了添加納米粒子SiO2制備的PVDF-HFP/PEO基聚合物電解質膜的性能,通過SEM和XRD測試結果顯示,SiO2的加入不影響聚合物電解質膜的微孔結構反而使其微孔變密,納米粒子的添加同樣不影響聚合物電解質的晶體結構,其仍然保持非晶態(tài)。通過計算吸液率的大小,可知當SiO2的含量為4%時,吸液率達到最大275%。室溫下吸取電解液凝膠化后制得聚合物電解質的離子電導率為5.94×10-3 S·cm-1。測試表明,所制得的聚合物電解質的性能得到了良好的改善。最后研究了浸泡不同液體電解液對聚合物電解質的電化學性能影響。鋰鹽是聚合物電解質中的重要組成部分,在充放電過程中,鋰鹽通過解離產生鋰離子和陰離子,二者朝著相反的方向移動。但是由于鋰離子電荷密度較大,移動過程中速度較慢,而陰離子遷移較快,這樣就會使鋰離子遷移數(shù)過低,導致電解質鹽出現(xiàn)濃差極化。濃差極化的出現(xiàn)將會產生與外加電場相反的極化電壓。減弱離子的遷移,降低電池的使用效率和壽命。本文以鋰硼鹽為研究對象,經研究發(fā)現(xiàn)其分子結構多為硼離子與烷氧基,鄰二酚,羧酸及1、2-二羧酸配位形成含有大∏鍵的陰離子配合物,配體中的吸電子基團越多,陰離子就越穩(wěn)定,陰陽離子的濃度差越小。通過量子化學理論計算作為指導,合成了二-鄰苯二酚螯合鋰鹽(LBBB),二-乙二酸螯合硼鋰鹽(LiBOB)。同時應用紅外光譜(IR)對其進行表征。研究了浸泡四種電解液的凝膠聚合物電解質的室溫電導率,分別是LiClO4,LiPF4,LiBOB和LBBB以及電導率隨溫度的變化關系,結果顯示四種電解液的電導率關系為LiClO4LiPF4LiBOBLBBB且離子電導率與溫度關系均復合Arrhenius方程。
【關鍵詞】：聚合物電解質 聚偏氟乙烯-六氟丙烯 離子電導率 改性
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O631;TM912
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章：緒論9-37
• 1.1：前言9
• 1.2：鋰離子電池簡介9-11
• 1.2.1： 鋰離子電池的發(fā)展歷史9-11
• 1.2.2：聚合物鋰離子電池的特點11
• 1.3：聚合物電解質11-15
• 1.3.1：聚合物電解質的發(fā)展歷史11-13
• 1.3.2：聚合物電解質的優(yōu)點13-14
• 1.3.3：聚合物電解質的要求14-15
• 1.4：聚合物電解質的15-24
• 1.4.1：全固態(tài)聚合物電解質15-18
• 1.4.2：凝膠聚合物電解質18-22
• 1.4.3：復合型聚合物電解質22-24
• 1.5 選題的意義以及主要研究內容24-26
• 1.5.1：選題的意義24-25
• 1.5.2：主要研究內容25-26
• 參考文獻26-37
• 第二章：PEO對PVDF-HFP基聚合物電解質的性能影響37-49
• 2.1 實驗試劑與樣品制備38
• 2.1.1 實驗試劑38
• 2.1.2 樣品制備38
• 2.2：聚合物電解質的性能測試38-46
• 2.2.1 聚合物膜的微觀形貌測試(SEM)38-40
• 2.2.2 聚合物膜的吸液率測試40-41
• 2.2.3 PEO含量對聚合物電解質膜離子電導率的影響41-44
• 2.2.4 聚合物膜的熱分析(DSC-TG)44-45
• 2.2.5 聚合物膜的X射線衍射分析(XRD)45-46
• 2.3：本章小結46-47
• 參考文獻47-49
• 第三章：納米粒子SiO_2對PVDF-HFP/PEO基聚合物電解質的性能影響49-60
• 3.1 實驗試劑與樣品制備50-51
• 2.1.1 實驗試劑50
• 2.1.2 樣品制備50-51
• 3.2：聚合物電解質的性能測試51-57
• 3.2.1 聚合物膜的微觀形貌測試(SEM)51-52
• 3.2.2 聚合物膜的吸液率測試52-53
• 3.2.3 SiO_2含量對聚合物電解質膜離子電導率的影響53-55
• 3.2.4 聚合物膜的熱分析(DSC-TG)55-57
• 3.2.5 聚合物膜的X射線衍射分析(XRD)57
• 3.3：本章小結57-59
• 參考文獻59-60
• 第四章：含硼類鋰鹽對PVDF-HFP基聚合物電解質電化學性能的影響60-72
• 4.1：實驗試劑及樣品制備61-63
• 4.1.1 實驗試劑61
• 4.1.2 樣品制備61-63
• 4.2 結果與討論63-69
• 4.2.1 紅外表征63-66
• 4.2.2 電解液對聚合物電解質電化學性能的影響66-69
• 4.3：本章小結69-70
• 參考文獻70-72
• 第五章：總結與展望72-74
• 5.1：總結72-73
• 5.2：展望73-74
• 致謝74-75
• 碩士期間已完成的論文及申請的專利75

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