POSS星型聚合物对PMMA复合凝胶聚合物电解质性能的影响

为了提高凝胶聚合物电解质(GPE)的离子传输性,以低聚倍半硅氧烷(POSS)为核,臂结构为聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),臂聚合度不同的八臂星型聚合物(POSS-(PMMA3)8、POSS-(PMMA6)8、POSS-(PMMA9)8)为改性剂,分别与PMMA共混制备复合GPE,研究了POSS星型聚合物臂结构对复合GPE电性能影响的规律.结果表明,POSS星型聚合物的引入,使得复合GPE的电导率较纯PMMA基GPE均有显著提高,其中臂聚合度较小的POSS-(PMMA3)8复合GPE在室温的电导率最大,比纯PMMA基GPE提高了3.5倍.分析了该星型聚合物不同含量以及锂盐浓度等对复合凝胶聚合物电解质的影响,发现锂盐浓度在凝胶体系中为0.6 mol/L,该星型聚合物含量为聚合物基体15 wt%时,复合凝胶聚合物电解质电导率最大为2.73×10-4S/cm.研究了温度对复合凝胶聚合物电解质离子传输性能的影响规律,发现其离子传输规律符合Arrhenius方程.在此基础上,提出了该凝胶电解质体系的离子传输微观结构模型.     

MMA在路易斯酸性离子液体[BMIM]Cl-ZnCl2中原位聚合

离子液体;PMMA;聚合物电解质;室温离子电导率;原位聚合     

增塑聚合物电解质电化学性能

以GBL/EC复配体系为增塑剂, PVDF HFP和PMMA为聚合物基体制备胶态聚合物电解质. 研究聚合物电解质的离子传输特性和电化学稳定性. 实验表明,室温离子电导率达到 1. 2mS·cm-1, 电化学稳定窗口在 4. 5V以上. 以GBL/EC增塑聚合物电解质与表面经修饰的锂金属电极组成锂金属聚合物电池,其电极稳定性较好,充放电循环寿命得到很大的提高.     

PAN/PMMA凝胶聚合物电解质膜导电动力学分析

采用静电纺丝法制备PAN/PMMA(聚丙烯腈/聚甲基丙烯酸甲酯)凝胶聚合物电解质膜,用交流阻抗法测试其在不同温度下的电导率,研究温度对凝胶聚合物电解质膜离子传输性能的影响规律;并与溶液浇铸法制得的平滑膜进行对比,分析两种不同形式凝胶聚合物电解质膜的导电动力学规律,探索其导电机理与微观形貌的关系.结果发现,两种薄膜的导电机理符合Arrhenius公式,其中纺丝薄膜的离子导电活化能较低.     

聚碳酸酯基固态聚合物电解质的研究进展

液态锂离子电池由于采用易泄露、易挥发、易燃烧的碳酸酯有机溶剂,在高温或极端条件下使用时,存在极大的安全隐患.使用固态电解质替代液态电解液,可以从根本上避免此类安全问题的发生,与此同时还可以大幅度提升固态锂电池的能量密度.固态电解质又分为无机固态电解质和聚合物固态电解质2大类.无机固态电解质能够在宽的温度范围内保持化学稳定性,并且电化学窗口较宽,机械强度更高,室温离子电导率较高,但脆性较大,柔韧性差,制备工艺复杂,成本较高.聚合物固态电解质,室温离子电导率偏低,难以满足室温锂离子电池的应用,但其加工成型容易,形状可变.比较而言,固态聚合物电解质,更适宜大规模生产,离产业化相对更近.固态聚合物电解质中研究较多的是聚醚基固态聚合物电解质(如聚环氧乙烷和聚环氧丙烷),但其缺点是室温离子电导率低,需要对其改性或进一步开发综合性能更加优异的其他固态聚合物电解质.聚碳酸酯基固态聚合物电解质由于其特殊的分子结构(含有强极性碳酸酯基团)以及高介电常数,可以有效减弱阴阳离子间的相互作用,提高载流子数量,从而提高离子电导率,因此被认为是一类非常有前途的固态聚合物电解质体系.基于此,本文重点综述了最近研究热点的聚碳酸酯基固态聚合物电解质,包括聚(三亚甲基碳酸酯)体系、聚(碳酸丙烯酯)体系、聚(碳酸乙烯酯)体系和聚(碳酸亚乙烯酯)体系等,并详细阐述了上述每种聚碳酸酯基固态聚合物电解质的制备、电化学性能、优缺点及改性手段,归纳出其离子配位-解配位过程和离子扩散机制,还对聚碳酸酯基固态聚合物电解质的未来发展方向和研究趋势望进行了预测和展望.     

聚合物固体电解质中的离子状态与导电机理的研究

制备得到了一种新颖的聚氨酯和丙烯酸酯复合梳形交联聚合物 (Combcross linkedpolymer) ,并以此聚合物为基体加入不同含量的高氯酸锂盐制得一系列聚合物固体电解质 ,其室温电导率可以达到 3 4× 10 - 5S·cm- 1 .通过Raman、DSC、SEM及电性能等研究了电解质中的盐浓度与离子存在状态及离子电导率之间的关系 .结果显示随着盐浓度的增加 ,聚合物固体电解质中离子对的比例和电导率都迅速增加 ,说明离子对 (由多个醚氧原子、阴离子和阳离子组成 )对体系导电起着积极的作用 .     

含[AMIM]BF4的聚甲基丙烯酸甲酯基凝胶聚合物电解质的制备与改性

用两步法合成了离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[AMIM]BF4）,将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)引入离子液体[AMIM]BF4中,制备出含离子液体[AMIM]BF4的新型凝胶聚合物电解质,采用非质子溶剂、纳米SiO2等对其进行了改性。 用FT-IR、交流阻抗（AC）、TG、SEM等测试技术对其结构和性能进行了表征。 结果表明,非质子溶剂碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和纳米SiO2的加入使聚合物电解质的室温离子电导率增大,达5.25×10-3 S/cm;电导率与温度的关系符合Arrhenius方程;几种凝胶聚合物电解质的热分解温度均高于300 ℃,显示出良好的热稳定性。     

用于锂离子电池聚合物电解质的组成、结构和性能

聚合物电解质是全固态锂离子电池的重要组成部分, 其电导率对电池的性能有很重要的影响.本文综述了聚合物电解质的组成、结构和性能对锂 离子电池导电率影响的最新研究进展,特别是介绍了聚合物-碱金属盐复合电解质和聚离子体电解质两个体系的研究进展.     

P(VAc-MA)/PMMA为基体的聚合物电解质制备及其在电致变色器件中的应用

以醋酸乙烯酯(VAc)和丙烯酸甲酯(MA)为单体, 采用半连续种子乳液聚合法制备了无规共聚物P(VAc-MA), 以PMMA与P(VAc-MA)的共混物为基体制备了聚合物电解质. 用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、紫外光谱(UV)、力学性能测试及电化学交流阻抗等方法研究了聚合物、聚合物膜和聚合物电解质的性质. 结果表明, VAc与MA通过打开各自的CC键聚合生成P(VAc-MA); P(VAc-MA)与PMMA共混后结晶状态发生了变化, 增加了无定形相区, 降低了链段运动的能量壁垒, 提高了热稳定性和拉伸强度. 以P(VAc-MA)/PMMA为基体的聚合物电解质膜具有很高的透明性, 最大室温电导率达到1.17×10-3 S/cm; 离子电导率随着温度的升高而迅速增加, 电导率-温度曲线符合Arrhenius方程; 将此电解质用于全固态电致变色显示器件显示出优良的性能.     

纳米SiO_2复合的梳状聚醚聚合物电解质的导电性能研究

于含锂盐的梳状聚醚聚合物电解质添加纳米S iO2制备复合聚合物电解质.并分别使用DSC和XRD研究S iO2对聚合物链段运动能力的影响.电导率测试表明,在相同的锂盐浓度下,加入5%的纳米S iO2后,聚合物电解质具有最高的离子电导率,30℃时为7.8×10-5S/cm,80℃时达到4.5×10-4S/cm.与未添加S iO2的聚合物电解质相比,电导率提高了30%~60%.TGA测定给出该聚合物的热分解温度为300℃左右,显示出良好的安全性能.     

A novel composite polymer electrolyte containing room-temperature ionic liquids and heteropolyacids for dye-sensitized solar cells

A novel composite polymeric gel comprising room-temperature ionic liquids (1-butyl-3-methyl-imidazolium-hexafluorophosphate, BMImPF₆) and heteropolyacids (phosphotungstic acid, PWA) in poly(2-hydroxyethyl methacrylate) matrix was successfully prepared and employed as a quasi-solid state electrolyte in dye-sensitized solar cells (DSSCs). These composite polymer electrolytes offered specific benefits over the ionic liquids and heteropolyacids, which effectively enhanced the ionic conductivity of the composite polymer electrolyte. Unsealed devices employing the composite polymer electrolyte with the 3% content of PWA achieved the solar to electrical energy conversion efficiency of 1.68% under irradiation of 50 mW cm⁻² light intensity, increasing by a factor of more than three compared to a DSSC with the blank BMImPF₆-based polymer electrolyte without PWA. It is expected that these composite polymer electrolytes are an attractive alternative to previously reported hole transporting materials for the fabrication of the long-term stable quasi-solid state or solid state DSSCs.     

Composite gel membranes: a new class of improved polymer electrolytes for lithium batteries

Novel composite, gel-type polymer electrolytes have been prepared by dispersing selected ceramic powders into a matrix formed by a lithium salt solution contained in a poly(acrylonitrile) (PAN) network. The electrochemical characterization demonstrates that these new types of composite gel electrolytes have high ionic conductivity, wide electrochemical stability and, particularly, high chemical integrity (no liquid leakage) even at temperatures above ambient. These unique properties make the composite gel membranes particularly suitable as electrolyte separators in lithium ion polymer batteries.     

P(VdF-HFP)-基离子液体复合聚合物电解质的阴极稳定性及热稳定性

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯P(VdF-HFP)聚合物为基体, 制备了含离子液体1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(EMIPF6)、用于锂离子电池的离子液体复合聚合物电解质[P(VdF-HFP)/LiPF₆/EMIPF₆/EC(碳酸乙烯酯)-PC(碳酸丙烯酯)]. 采用热重分析法以及燃烧实验测试了复合聚合物电解质的热稳定性. 离子电导率测试表明, 离子液体的存在显著改善了复合聚合物电解质的离子传输; 循环伏安测试表明, 添加剂EC和PC的加入提高了复合电解质的阴极稳定性, 制得的离子液体复合聚合物电解质在0.3-4.3 V 电压范围内稳定存在. Li₄Ti₅O₁₂ 和LiCoO₂为电极材料、P(VdF-HFP)/LiPF₆/EMIPF₆/EC-PC 为电解质的半电池表现出优良的循环性能, 0.1C充放电倍率下, Li/LiCoO₂和Li/Li₄Ti₅O₁₂半电池的可逆容量分别为130和144 mAh·g^-1. 但EC、PC在一定程度上降低了离子液体复合聚合物电解质的热稳定性.     

A new composite polymer electrolyte based on poly(ethyleneoxide)/ polysiloxane/BMImTFSI/organomontmorillonite

Composite polymer electrolytes based on poly(ethylene oxide)-polysiloxane/l-butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide/organomontmorillonite(PEO-PDMS/1L/OMMT) were prepared and characterized.Addition of both an ionic liquid and OMMT to the polymer base of PEO-PDMS resulted in an increase in ionic conductivity.At room temperature,the ionic conductivity of sample PPB100-OMMT4 was 2.19×10~3 S/cm.The composite polymer electrolyte also exhibited high thermal and electrochemical stability and may potentially be applied in lithium batteries.     

High ionic conductivity of all-solid polymer electrolytes based on polyorganophosphazenes

A series of all-solid polymer electrolytes were prepared by cross-linking new designed poly(organophosphazene) macromonomers. The ionic conductivities of these all-solid, dimensional steady polymer electrolytes were reported. The temperature dependence of ionic conductivity of the all-solid polymer electrolytes suggested that the ionic transport is correlated with the segmental motion of the polymer. The relationship between lithium salts content and ionic conductivity was discussed and investigated by Infrared spectrum. Furthermore, the polarity of the host materials was thought to be a key to the ionic conductivity of polymer electrolyte. The all-solid polymer electrolytes based on these poly(organophosphazenes) showed ionic conductivity of 10⁻⁴ S cm⁻¹ at room temperature.     

用于锂离子电池的新型超支化聚醚-聚氨酯聚合物电解质

采用溶剂聚合法, 将一种自制新型超支化聚醚(PHEMO)与异氰酸酯在电解液中进行缩合反应, 生成了一种包含有电解液的新型超支化聚醚聚氨酯(PHEU)聚合物电解质. 利用傅里叶红外光谱(FTIR)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)和交流阻抗谱等测试方法对PHEU的结构、热稳定性能和离子电导率进行了研究. 研究结果表明, 当电解液中锂盐的浓度为3 mol/L, 电解液的质量为骨架材料质量加和的3倍时, 电解质体系的室温电导率可达到6.12×10-4 S/cm; 电化学稳定窗口为2.2—4.0 V, 具有良好的热稳定性和优良的机械性能. 另外, 在这种新型的电解质中, 聚氨酯大分子将电解液小分子牢固地包裹在里面, 有效地防止了凝胶聚合物电解质的漏液问题, 从而可以提高电池的安全性能.     

PEO/LiClO_4纳米SiO_2复合聚合物电解质的电化学研究

将实验室制备的纳米二氧化硅和市售纳米二氧化硅粉末与PEO LiClO4复合 ,制得了复合PEO电解质 .它们的室温离子电导率可比未复合的PEO电解质提高 1～ 2个数量级 ,最高可以达到 1 2 4× 10 - 5S cm .离子电导率的提高有两方面的原因 :一是无机二氧化硅粉末的加入抑制了PEO的结晶 ,是二氧化硅粉末和聚合物电解质之间形成的界面对电导率的提高也有一定的作用 .在进一步加入PC EC(碳酸丙烯酯 碳酸乙烯酯 )混合增塑剂后制得的复合凝胶PEO电解质 ,可使室温离子电导率再提高 2个数量 ,达到 2× 10 - 3 S cm .用这种复合凝胶PEO电解质组装了Li|compositegelelectrolyte|Li半电池 ,并测量了该半电池的交流阻抗谱图随组装后保持时间的变化 ,实验观察到在保持时间为 144h以内钝化膜的交流阻抗迅速增大 ,但在随后的时间内逐渐趋于平稳 ,表明二氧化硅粉末的加入可以有效地抑制钝化膜的生长     

红外光谱研究PEO基离子液体聚合物电解质

以聚氧化乙烯(PEO)为聚合物基体, 双三氟甲基磺酸亚酰胺锂(LiTFSI)为锂盐, 加入不同量的离子液体(BMIMPF₆)为增塑剂, 制备离子液体聚合物电解质. 运用发射FTIR光谱技术实时监测所制备聚合物电解质的结构随温度的变化. 结合FTIR透射光谱\, SEM和XRD的研究结果分析了离子液体对离子电导率的影响, 并初步提出离子导电增强机制.     

Safety-enhanced Polymer Electrolytes with High Ambient-temperature Lithium-ion Conductivity Based on ABA Triblock Copolymers

Liquid electrolytes used in lithium-ion batteries suffer from leakage,flammability,and lithium dendrites,making polymer electrolyte a potential alternative.Herein,a series of ABA triblock copolymers(ABA-x)containing a mesogen-jacketed liquid crystalline polymer(MJLCP)with a polynorbornene backbone as segment A and a second polynorbornene-based polymer having poly(ethylene oxide)(PEO)side chains as segment B were synthesized through tandem ring-opening metathesis polymerizations.The block copolymers can self-assemble into ordered morphologies at 200℃.After doping of lithium salts and ionic liquid(IL),ABA-x self-assembles into cylindrical structures.The MJLCP segments with a high glass transition temperature and a stable liquid crystalline phase serve as physical crosslinking points,which significantly improve the mechanical performance of the polymer electrolytes.The ionic conductivity of ABA-x/lithium salt/IL is as high as 10-3 S·cm-1 at ambient temperature owing to the high IL uptake and the continuous phase of conducting PEO domains.The relationship between ionic conductivity and temperature fits the Vogel-Tamman-Fulcher(VTF)equation.In addition,the electrolyte films are flame retardant owing to the addition of IL.The polymer electrolytes with good safety and high ambient-temperature ionic conductivity developed in this work are potentially useful in solid lithium-ion batteries.