偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物基微孔-凝胶聚合物电解质的研究进展

综述了近年来偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene),P(VDF-HFP)]基微孔-凝胶聚合物作为锂离子电池聚合物电解质的研究进展,内容包括该类聚合物电解质的制备方法及其改性,并展望了其发展趋势.随着技术的进一步发展,完全可以制备出性能优良的聚合物锂离子电池.     

水蒸气沉淀法制备SiO2/偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物复合微孔型聚合物电解质的研究

用水蒸气沉淀法制备了SiO2 偏氟乙烯 六氟丙烯共聚物 [P(VDF HFP) ]复合微孔型聚合物电解质 ,并研究了纳米SiO2 的加入对微孔结构及复合微孔型聚合物电解质性能的影响 .SEM观察发现当纳米SiO2 的添加量大于 0 1倍聚合物质量时 ,可以在微孔中观察到纳米粒子的严重团聚现象 .电导率的测量表明添加 0 0 5倍聚合物质量的纳米SiO2 后 ,微孔型聚合物电解质的电导率有明显提高 ,但进一步增大添加量后 ,电导率有所下降 .另外 ,实验发现添加纳米SiO2 可以明显提高微孔型聚合物电解质与锂金属电极之间的界面稳定性 ,特别是添加量为 0 0 5倍聚合物质量时的效果良好 .     

最新电化学技术应用文献摘引

能量的储存与转移综述 :锂二次电池聚合物电解质进展趋势　ＦＢＤｉａｓ,ＬＰｌｏｍｐ ,ＪＢＪＶｅｌｄｈｕｉｓ,ＪｏｕｒｎａｌｏｆＰｏｗ ｅｒＳｏｕｒｃｅｓ 88:2 (ＪＵＮ 2 0 0 0 ) ,1 6 9～ 1 91锂离子电池新型微多孔聚二氟乙烯混合电解质　ＨＰＷａｎｇ ,ＨＴＨｕａｎｇ ,ＳＬＷｕｎｄｅｒ,ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ 1 47:8(ＡＵＧ 2 0 0 0 ) ,2 85 3～ 2 86 1采用各种烃＿空气混合物的中温单室固体氧化物燃料电池　ＴＨｉｂｉｎｏ ,ＡＨａｓｈｉｍｏｔｏ ,ＴＩｎｏｕｅ,ＪＴｏｋｕｎｏ …     

高分子固体电解质研究进展

高分子固体电解质具有质轻、粘弹性了、易成膜等许多无机电解质和有机溶剂电解质所不可比拟的优点，近年来得到了很大的发展，这种新型材料的应用主要集中开发全固态锂电池和锂离子电池。本文对ＳＰＥ的电性能，离子传导特性以及提高ＳＰＥ性能的途径等作了综述，并对其发展前景作了简要探讨。     

锂离子电池凝胶聚合物隔膜的研究进展

作为锂离子电池重要组分,隔膜由多孔聚烯烃高分子材料组成;电解质体系由有机碳酸酯和六氟磷酸锂混合组成,虽具有高离子电导率,但因液态碳酸酯的易燃特性给锂离子电池带来了安全隐患。利用能够将液态电解质体系凝胶化的聚合物制备得到的凝胶聚合物隔膜,结合了液态电解质体系高电导率和固态电解质高安全性的优点。凝胶聚合物隔膜的研究从简单微孔凝胶聚合物隔膜开始,经历了引入少量纳米无机颗粒的掺杂凝胶聚合物隔膜,到引入大量纳米颗粒的凝胶陶瓷隔膜的发展历程。本文详细介绍这三种类型凝胶聚合物隔膜的物理化学特性,最后展望凝胶聚合物隔膜的发展趋势。     

全固态锂离子电池的研究及产业化前景

全固态锂离子电池具有安全性能高、能量密度大、工作温度区间广等优点, 是锂离子电池领域的研究热点. 固体电解质的开发是全固态锂离子电池实现应用的先决条件, 目前国内外研究比较广泛、应用前景较好的固体电解质主要有聚氧乙烯及其衍生物体系的聚合物电解质、LiPON薄膜电解质以及玻璃态硫化物体系的无机电解质三种. 近两年,在固体电解质的研究已取得很大进展的基础上, 人们正在将研究重点转向全固态电池结构设计及生产技术上, 并不断有样品电池面世. 本文从固体电解质的发展历史、最新研究进展、电池生产技术以及产业化应用前景这几个方面, 分别对以上三种体系的电解质及其电池进行综述, 以探索全固态锂离子电池的商品化前景.     

TiO2/P(VdF-HFP)杂化纤维微孔膜的制备及其电化学性能

用电纺法制备了TiO₂/P(VdF-HFP)(聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物)杂化纤维微孔膜, 用SEM观察了杂化纤维微孔膜的形貌, 并测算了这类由超细纤维相互搭接而形成的微孔膜的孔隙率. 这种微孔膜吸附LiPF₆/EC-DMC-EMC(碳酸乙烯酯-二甲基碳酸酯-碳酸甲乙酯)电解质溶液后得到凝胶聚合物电解质膜. 用电化学方法测试了聚合物电解质膜的离子电导率、锂离子迁移数等参数, 并研究了TiO₂纳米晶的掺入对聚合物电解质电化学性能的影响. 结果表明, TiO₂的掺入降低了P(VdF-HFP)聚合物基体的结晶度, 改善了凝胶聚合物电解质的低温电化学性能.     

聚偏氟乙烯电纺膜及其电化学性能的研究

用电纺的方法制备了聚偏氟乙烯纳米纤维膜,它们具有多微孔结构,能够作为锂电池聚合物电解质.电纺中聚合物溶液的浓度对制备的电纺膜的结构形态有很大的影响,低浓度(10 wt%)时得到珠丝结构的膜,浓度15 wt%时则为纤维结构,而高浓度(18 wt%)时,电纺膜为交联的网状结构.用电纺法制备的聚偏氟乙烯纳米纤维微孔膜具有较高的孔隙率,而且它们与锂金属电极具有良好的界面稳定性;在25℃时吸液率最高可达340%,以这种膜制备的聚合物电解质室温电导率可达到1.57×10-3S.cm-1;由该电解质组装的扣式电池以0.5 mA.cm-2恒流充放电,25℃时50次循环后几乎无容量损失,具有良好的循环性能;即使60℃时,电池仍能保持良好的工作稳定性.     

锂离子电池自修复聚合物电解质的研究进展

自修复材料可以修复其在外界环境因素作用下产生的局部创伤或微裂纹,大大延长材料的使用寿命.将自修复聚合物作为固态聚合物电解质应用于锂离子电池,可以显著提高锂离子电池的循环稳定性和安全性,延长使用寿命.本文首先概述了自修复聚合物材料的发展历程和修复机理,然后按超分子相互作用和动态共价键分类总结了本征型自修复聚合物电解质应用于锂离子电池的研究进展,最后对自修复聚合物电解质存在的问题和未来的发展方向做出了展望,为下一代高安全性、高性能和长使用寿命的锂离子电池的研究提供借鉴.     

化学复合镀Ni-P-PTFE镀层的组成分析

近年来化学复合镀技术在工业中应用日益广泛 ,本文运用ＳＥＭ、ＡＥＳ和ＸＰＳ等手段对用化学复合镀制得的Ｎｉ Ｐ ＰＴＦＥ镀层的结构和组分进行了分析 ,并就其耐腐蚀性能与前期得到的Ｎｉ Ｓｎ Ｐ[1 ] 、Ｃｕ Ｓｎ Ｐ[2 ] 、Ｎｉ Ｐ ＣｅＯ2 [3] 、Ｎｉ Ｐ ＳｉＯ2 [4] 镀层进行了比较 ,结果表明 :含量一定的ＰＴＦＥ(聚四氟乙烯 )的共存增强镀层的耐腐蚀性及镀层表面的润滑性。1　实验部分1 1　仪器日产Ｄ/ＭＡＸⅢＡ型Ｘ 射线衍射仪 ,铜靶 ,管压 2 5ｋＶ ,电流 1 0ｍＡ。国产ＪＪＣ 1型润滑湿角测量仪。美国ＰＥＲＫＩＮ ＥＬＭＥＲＰ…     

Fabrication and characterization of P(VDF-HFP)/SBA-15 composite membranes for Li-ion batteries

This study reports on the preparation of a composite polymer electrolyte for secondary lithium-ion battery. Poly(vinylidiene fluoride-hexafluoropropylene) (P(VDF-HFP)) was used as the polymer host, and mesoporous SBA-15 (silica) ceramic fillers used as the solid plasticizer were added into the polymer matrix. The SBA-15 fillers with mesoporous structure and high specific surface can trap more liquid electrolytes to enhance the ionic conductivity. The ionic conductivity of P(VDF-HFP)/SBA-15 composite polymer electrolytes was in the order of 10⁻³ S cm⁻¹ at room temperature. The characteristic properties of the composite polymer membranes were examined by using FTIR spectroscopies, scanning electron microscopy (SEM), and an AC impedance method. For comparison, the LiFePO₄/Li composite batteries with a conventional microporous polyethylene (PE) separator and pure P(VDF-HFP) polymer membrane were also prepared and studied. As a result, the LiFePO₄/Li composite battery comprised the P(VDF-HFP)/10 wt.% m-SBA-15 composite polymer electrolyte, which achieves an optimal discharge capacity of 88 mAh g⁻¹ at 20 C rate with a high coulomb efficiency of 95%. It is demonstrated that the P(VDF-HFP)/m-SBA-15 composite membrane exhibits as a good candidate for application to LiFePO₄ polymer batteries.     

Preparation of P(AN–MMA) microporous membrane for Li-ion batteries by phase inversion

A novel process was proposed for preparation of microporous poly(acrylonitrile–methyl methacrylate) (P(AN–MMA)) membranes by phase inversion techniques using ultrasonic humidifier. Being prepared by dissolving the polymer (PAN–MMA) in the N,N-dimethylformamide (DMF) solution with mechanical stirring, the homogenous casting solution was cast onto a clean glass plate. Successively, the glass plate was exposed to the water vapor produced by ultrasonic humidifier, inducing the phase inversion. It is found the pore size is much more uniform across the cross-section of the membrane than that of the porous membrane prepared by conventional water bath coagulation technique. The microporous membranes were directly obtained after the washing and drying. It had about 1–5 μm of pores and presented an ionic conductivity of 2.52 × 10⁻³ S/cm at room temperature when gelled with 1 M LiPF₆/EC-DMC (1:1 vol.%) electrolyte solution. The test cells with the gel electrolytes prepared from as-prepared microporous membranes showed stable cycling capacities, indicating that the microporous membrane, which was prepared from cheap starting materials acrylonitrile and methyl methacrylate, can be used for the gel electrolyte of lithium batteries.     

微孔型聚丙烯腈固体电解质的结构与导电性能研究

用蒸汽相沉析法和液相沉析法分别制备了两类高孔隙率的聚丙烯腈 (PAN)微孔膜 .用扫描电子显微镜对微孔膜的形态进行了观察 ,发现前者为均匀的蜂窝状结构 ,而后者则具有不对称的三层次结构 .又用这两类微孔膜分别制备了两个系列的微孔型PAN电解质 .电性能测试表明前者的室温电导率较高 ,可以达到 4×10 - 3 S cm ,后者的电导率则相对较低 .微孔膜本身诸因素对微孔型PAN电解质电导率的影响顺序为微孔膜结构—孔隙率—微孔孔径     

Preparation and application of microporous TPX membranes

In the present work, poly(4-methyl-1-pentene) (TPX) was used to prepare hydrophobic microporous membranes, and the application of the prepared membranes to pervaporation and osmotic distillation was also investigated. The TPX/cyclohexane solution inclines to undergo solid-liquid demixing and form polymer particles at room temperature. The solid-liquid demixing is strongly related to the crystallization process. During membrane formation, the competition between solid-liquid demixing and polymer precipitation determines if particulate membranes can be prepared. By using suitable coagulant, such as propanol, the solid-liquid demixing process occurs before polymer precipitation, particulate TPX membranes with interconnected pores can thus be successfully fabricated. By adjusting the coagulation environment, the pore size of the porous TPX membrane can be tailored. Experiments were performed to evaluate the performance of the prepared membranes in pervaporation and osmotic distillation. The results indicate that the performance of the microporous TPX membranes prepared in the present work is comparable to the commercial PTFE membranes.     

聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜的制备及其在染料敏化太阳能电池中的应用

利用静电纺丝技术,制备了不同的聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜,吸附液体电解质后形成聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜准固态电解质,应用于制备准固态染料敏化太阳能电池(DSSCs).测试了电纺聚合物纳米纤维微孔膜电解质的吸液率、孔隙率、离子电导率等参数,研究了纳米纤维微孔膜准固态电解质DSSCs的光伏性能.结果显示,TiO2的掺入可提高聚合物/TiO2杂化纳米纤维微孔膜对液态电解质的浸润扩散性能,从而提高纳米纤维微孔膜对液态电解质的吸附能力.组装的DSSCs的光电转换效率可达液态电解质的90%以上,并具有较好的长期工作稳定性.     

MCM-41介孔分子筛掺杂的微孔型聚合物电解质的制备与表征

以介孔分子筛MCM-41作填料,丙酮与二甲基甲酰胺混合液为溶剂,用直接造孔成膜的方法制备了微孔型聚合物电解质膜.该法避免使用造孔增塑剂,既简化了制膜工序,又减少电池中副反应的发生,使电池性能得以提高.MCM-41分子筛具有六方有序排列的单一柱状孔道结构和纳米级的粒子尺度,其骨架结构单元与一般聚合物电解质常用的纳米SiO2填料具有相同的化学成分,该分子筛堆积时形成的表面空隙及其独有的一维介孔孔道对聚合物电解质微孔的形成与连通、电导率的提高都具有重要作用,是一种极具实用价值的新型无机填料.     

重离子辐照制备电池用微孔膜及其阻抗性质

利用离子辐照结合径迹蚀刻方法制备聚丙烯(PP)微孔膜.用加速器产生的单核能为11.4MeV·u-1(总能量2245.8MeV)的197Au离子束辐照PP膜,剂量为1×108ions·cm-2.辐照后PP膜沿离子路径产生损伤区域,用硫酸与重铬酸钾的混合液进行蚀刻(5-30min),制备出孔径为380-1610nm的聚丙烯微孔膜.对膜的表面和断面形貌进行表征,微孔膜的孔径大小及空间分布均匀,孔道上下贯通,形状近似为圆柱形.给出了微孔膜的孔隙率理论公式.将制备的聚丙烯微孔膜用作锂离子电池隔膜,用电化学阻抗谱(EIS)测定浸满电解液的微孔膜的离子电导率,并与商用隔膜进行比较.分析表明辐照剂量和孔径大小均会影响膜的孔隙率和离子电导率,选择合适的辐照剂量和蚀刻时间,可以制备出孔隙率和离子电导率符合应用标准的聚丙烯微孔膜.     

A porous polymer electrolyte based on P(VDF-HFP) prepared by a simple phase separation process

A polymer electrolyte with interconnected pores based on poly(vinylidene difluoride-co-hexafluoropropylene) [P(VDF-HFP)] copolymer was prepared by a simple phase separation process using water as both non-solvent and pore inducer. The prepared porous membrane was characterized by SEM, XRD and DSC. With a narrow pore size distribution and low crystallinity, the resulting polymer electrolyte shows a high ionic conductivity up to 1.76 × 10⁻³ S cm⁻¹ at room temperature and exhibits low apparent activation energy of 10.35 kJ mol⁻¹ for the transportation of ions. Its low cost and environmentally friendliness provide great promise for the practical application in polymer lithium-ion batteries.     

以水作相分离造孔剂制备P(VDF-HFP)/PMMA聚合物电解质膜

介绍了一种以水代替常用的有机物质作为相分离造孔剂制备混合型聚合物电解质的新方法.所研究的混合型聚合物为聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)和聚甲基丙烯酸甲酯的混合物.扫描电镜SEM图表明这种混合型聚合物膜具有蜂窝状结构,有利于膜电导率的增加.利用FTIR,XRD和DSC等方法研究了混合型聚合物电解质中两种聚合物间的相互作用.用电化学交流阻抗方法测得在30℃下P(VDF-HFP)/PMMA摩尔比为1:1的混合型聚合物电解质的离子电导率为0.804×10^-3S/cm.对照其它方法,本方法具有制备容易、成本较低和有利于环境保护等优点.