商業(yè)化的鋰離子電池電解質(zhì)以有機液態(tài)電解質(zhì)為主,存在著易泄漏揮發(fā)、易燃易爆等問題。固態(tài)聚合物電解質(zhì)由于具有低成本,良好的界面穩(wěn)定性,優(yōu)異的成膜性和可塑性等特點而成為目前研究的熱點,但是電導(dǎo)率低、電化學(xué)穩(wěn)定性差等缺點限制了其進一步應(yīng)用。本文以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸聚乙二醇單甲醚酯(OE)作為單體,系統(tǒng)研究了二者的無規(guī)和嵌段共聚物電解質(zhì)體系,此外還在兩種單體的基礎(chǔ)上引入新的第三單體制備新型三元無規(guī)共聚物的固態(tài)聚合物電解質(zhì)。通過對聚合物結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)進行表征,測試和分析了聚合物電解質(zhì)的性能及離子導(dǎo)電機理。具體研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)利用普通自由基聚合制備了無規(guī)共聚物PMO電解質(zhì)材料,通過1H NMR、FTIR和GPC證實了PMO制備成功,并利用GPC和DSC對其M_n及進行表征。PMO-70電解質(zhì)在LiClO4含量為50 wt%時,電導(dǎo)率達到最大值9.30×10^-7 S/cm;電化學(xué)穩(wěn)定窗口在4.7 V左右,同時PMO電解質(zhì)與鋰金屬之間具有較好的界面穩(wěn)定性。(2)采用可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移活性由基(RAFT)聚合成功制備了兩嵌段共聚物B-...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1.前言
    1.1 鋰離子電池的概述
        1.1.1 鋰離子電池的組成及原理
        1.1.2 鋰離子電池的發(fā)展
    1.2 常見的固態(tài)聚合物電解質(zhì)
        1.2.1 PEO基聚合物電解質(zhì)
        1.2.2 PMMA基聚合物電解質(zhì)
        1.2.3 其他聚合物電解質(zhì)
    1.3 固態(tài)聚合物電解質(zhì)的改性方法
        1.3.1 共混
        1.3.2 共聚
        1.3.3 接枝
        1.3.4 交聯(lián)
        1.3.5 單離子導(dǎo)體
    1.4 課題研究的目的、內(nèi)容和創(chuàng)新點
        1.4.1 研究目的和內(nèi)容
        1.4.2 創(chuàng)新點
2.PMO固態(tài)聚合物電解質(zhì)體系
    2.1 引言
    2.2 PMO的合成及其電解質(zhì)的制備
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 試劑的準(zhǔn)備與純化
        2.2.4 無規(guī)共聚物PMO的合成
        2.2.5 PMO電解質(zhì)膜的制備
    2.3 測試與表征
        2.3.1 核磁共振儀(NMR)
        2.3.2 傅里葉紅外光譜(FTIR)
        2.3.3 凝膠滲透色譜儀(GPC)
        2.3.4 差式掃描量熱儀(DSC)
        2.3.5 電化學(xué)工作站
        2.3.6 新威電池測試系統(tǒng)
    2.4 PMO及其電解質(zhì)的結(jié)果分析與討論
        2.4.1 ¹H NMR表征與分析
        2.4.2 FTIR表征與分析
        2.4.3 GPC表征與分析
        2.4.4 DSC表征與分析
        2.4.5 電解質(zhì)的DSC表征及分析
        2.4.6 電解質(zhì)電導(dǎo)率的測試與分析
        2.4.7 電解質(zhì)鋰離子遷移數(shù)的測試與分析
        2.4.8 電解質(zhì)電化學(xué)穩(wěn)定性的測試與分析
        2.4.9 電解質(zhì)對鋰金屬穩(wěn)定性的測試與分析
    2.5 本章小結(jié)
3.B-PMO固態(tài)聚合物電解質(zhì)體系
    3.1 引言
    3.2 B-PMO的合成及其電解質(zhì)的制備
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 試劑的準(zhǔn)備與純化
        3.2.4 嵌段共聚物B-PMO的合成
        3.2.5 B-PMO電解質(zhì)膜的制備
    3.3 測試與表征
    3.4 B-PMO及其電解質(zhì)的結(jié)果分析與討論
        3.4.1 ¹H NMR表征與分析
        3.4.2 FTIR表征與分析
        3.4.3 GPC表征與分析
        3.4.4 DSC表征及分析
        3.4.5 電解質(zhì)的DSC表征及分析
        3.4.6 電解質(zhì)的電導(dǎo)率測試與分析
        3.4.7 電解質(zhì)的鋰離子遷移數(shù)測試
        3.4.8 電解質(zhì)電化學(xué)穩(wěn)定性的測試與分析
        3.4.9 電解質(zhì)對鋰金屬穩(wěn)定性的測試與分析
    3.5 本章小結(jié)
4.三元共聚固態(tài)聚合物電解質(zhì)體系
    4.1 引言
    4.2 三元共聚物的合成及其電解質(zhì)的制備
        4.2.1 實驗試劑
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 試劑的準(zhǔn)備與純化
        4.2.4 三元共聚物的合成
        4.2.5 三元共聚物電解質(zhì)膜的制備
    4.3 測試與表征
    4.4 三元共聚物及其電解質(zhì)的結(jié)果分析與討論
        4.4.1 ¹H NMR表征與分析
        4.4.2 FTIR表征與分析
        4.4.3 GPC表征與分析
        4.4.4 DSC表征與分析
        4.4.5 電解質(zhì)的DSC表征及分析
        4.4.6 電解質(zhì)電導(dǎo)率的測試與分析
        4.4.7 電解質(zhì)鋰離子遷移數(shù)的測試與分析
        4.4.8 電解質(zhì)的電化學(xué)穩(wěn)定性的測試與分析
        4.4.9 電解質(zhì)對鋰金屬穩(wěn)定性的測試與分析
    4.5 本章小結(jié)
5.結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀學(xué)位期間主要研究成果



本文編號：3874569