PEO-LiClO4-ZSM-5复合聚合物电解质——ZSM-5对锂离子选择通过的影响

通过溶液浇铸法制得了一系列以不同分子筛和蒙脱土为填料的PEO基复合聚合物电解质,利用交流阻抗-稳态电流方法研究了填料对复合聚合物电解质锂离子迁移数(TLi+)的影响.实验结果表明,所有填料都有利于同时提高复合聚合物电解质的TLi+和离子电导率,但以Li-ZSM-5为填料时TLi+最高,这是因为ZSM-5的特殊二维孔道结构有利于阳离子Li+的进入,而排斥阴离子ClO4-的通过.较高的TLi+和室温离子电导率说明PEO-LiClO4-ZSM-5有可能作为全固态锂离子聚合物电池的电解质材料.     

高锂离子电导的有机-无机复合电解质的渗流结构设计

固态聚合物电解质被认为是解决传统液态锂金属电池安全隐患和循环性能的关键材料,但仍然存在离子电导率低,界面兼容性差等问题。近年来,基于无机填料与聚合物电解质的高锂离子电导的有机-无机复合电解质备受关注。根据渗流理论,有机-无机界面被认为是复合电解质离子电导率改善的主要原因。因此,设计与优化有机-无机渗流界面对提高复合电解质离子电导率具有重要意义。本文从渗流结构的设计出发,综述了不同维度结构的无机填料用于高锂离子电导的有机-无机复合电解质的研究进展,并对比分析了不同渗流结构的优缺点。基于上述评述,展望了有机-无机复合电解质的未来发展趋势和方向。     

PEO基纳米复合聚合物电解质电化学性质的研究

以PEO8 LiClO4作母体,纳米SiO2为填料,制成PEO8 LiClO4 SiO2(x%)系列复合聚合物电解质,测定这该电解质的电导率、锂离子迁移数和电化学稳定窗口,并对其晶态结构作差热分析表征.结果表明,纳米SiO2的引入,显著提高了电解质的电导率,在22℃时达到4.3×10-5S·cm-1.此外,还探讨了填料对复合聚合物电解质电导率提高的影响机理.     

锂离子电池用聚合物/无机复合固态电解质研究进展

全固态锂离子电池由于具有安全性高、能量密度高等优势,已成为未来锂离子电池发展的必经之路。作为全固态锂离子电池的核心部件,聚合物/无机复合固态电解质同时拥有无机固态电解质和固态聚合物电解质的许多优异性能,但其也面临着诸多挑战,包括室温离子电导率低于10~(-3)S/cm和界面阻抗大等。本文综述了聚合物/无机复合固态电解质的聚合物基体选择,探究了无机填料的种类及其改性方法,以及总结了复合固态电解质膜的制备工艺并对其未来可能的发展方向进行展望。     

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.     

无机纳米粒子在复合聚合物电解质中作用的研究进展

聚合物电解质材料已经成为当前锂离子电池研究领域的热点之一。复合化是有效提高聚合物电解质材料性能的有效手段。本文从纳米粒子掺杂的角度,综述了近年来无机纳米粒子对复合聚合物电解质(CPE)体系的离子电导率、锂离子迁移数的影响,并介绍了四种初步解释了无机纳米粒子在复合聚合物电解质中的作用的机理;讨论了无机纳米粒子对CPE体系/电极界面稳定及相容性的影响;提出了无机纳米粒子掺杂的复合聚合物电解质研究的三个热点方向。     

介孔材料SBA-15改性的复合凝胶聚合物电解质的制备及性能

以聚(甲基丙烯酸甲酯-聚乙二醇二甲基丙烯酸酯)(P(MMA-PEGDMA))共聚物为基体,介孔硅分子筛SBA-15为无机填料制备了复合凝胶聚合物电解质.采用原子力显微镜(AFM)、热重分析(TG)和交流阻抗(AC)等技术对其形貌、热稳定性及电化学性能进行了研究.结果表明:无机填料SBA-15与聚合物基体有较好的相容性;SBA-15的加入改善了聚合物电解质的热稳定性,提高了离子电导率,当W(SBA-15)=0.03时,离子电导率达最大值3.68×lO-3S/cm;并且掺杂SBA-15后,聚合物电解质的电化学稳定性得到了提高,其电化学稳定窗口为4.9V(vs Li /Li),可满足高性能锂离子电池的要求.     

高陶瓷含量复合固态电解质

全固态锂二次电池兼具高能量密度和高安全性特点。高陶瓷含量的陶瓷-聚合物复合固态电解质综合了聚合物电解质的柔韧性和陶瓷电解质的高机械强度与高锂离子迁移数等优点,有望优先其他形式固态电解质应用于全固态锂二次电池。本文在简要介绍固态复合电解质后,重点从复合电解质膜的性能特点与制备方法、陶瓷-聚合物界面相互作用以及由此导致的新的离子传导机制等方面介绍高陶瓷含量陶瓷-聚合物复合固态电解质的研究进展。最后,展望了复合固态电解质所面临的一些基础科学与应用问题,并从陶瓷-聚合物界面相互作用角度提出未来复合固态电解质的研究方向和可能的解决方案。我们希望本文对于其他传导离子的复合电解质也有借鉴和启发意义。     

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.     

固态聚合物电解质的锂离子传导机理与研究进展

锂离子电池(lithiumionbatteries,LIBs)在储能领域已取得了巨大的成功.然而,商用LIBs含有高挥发性易燃有机电解液,使其存在严重的安全隐患.固态聚合物电解质具有解决相应安全性问题的潜力,有望成为下一代高安全性全固态LIBs的电解质材料.然而,固态聚合物电解质存在离子电导率不高等问题,限制了其在固态LIBs中的实际应用.研究者们为了提高该类电解质的离子电导率、锂离子迁移数等综合电化学性能,已在寻找新锂盐、对聚合物进行改性以及向聚合物电解质中添加填料等方面进行了较多的研究.本文简要概述了固态聚合物电解质的锂离子传导机理以及在提高固态聚合物电解质综合电化学性能方面的研究进展.     

用于锂离子电池的聚合物电解质

本文主要依据最近5年来的相关文献，综述了锂离子电池用的聚合物电解质的研究进展。     

锂离子电池凝胶聚合物电解质研究进展

使用聚合物电解质可以避免传统液态锂离子电池的漏液问题,提高电池的安全性能和能量密度,并可实现电池的薄型化、轻便化和形状可变等优点.目前,聚合物电解质的研究集中在凝胶型的复合和多孔聚合物电解质两大类.本文对各类凝胶聚合物电解质的特点、功能及研究情况逐一进行了介绍,对凝胶聚合物电解质的发展趋势进行了展望.     

“Water-in-salt”聚合物电解质制备及其电化学性能研究

为提高柔性锂离子电池安全性和循环稳定性能,本实验以自由基聚合结合冷冻干燥得到的聚丙烯酰胺膜为电解质载体,引入21 mol·kg^-1 LiTFSI 高浓度电解液,得到“water-in-salt”聚合物电解质。通过聚合物膜的形貌和孔道结构表征,红外光谱分析,离子电导率及电化学稳定窗口测试等对其基本物化特性进行了研究。冷冻干燥得到的聚丙烯酰胺膜内部具有大量微孔结构,有利于电解液的载入。将该吸附了电解液的聚合物电解质膜与锰酸锂(LiMn₂O₄)正极和磷酸钛锂(LiTi₂(PO₄)₃)负极组装全电池进行充放电性能测试。结果表明,制得的柔性聚合物电解质具有良好的拉伸性能,高离子电导率(20°C,4.34 mS·cm^-1)和宽电化学稳定窗口(3.12 V)。以“water-in-salt”聚合物电解质为隔膜组装的LiMn₂O₄||LiTi₂(PO₄)₃ 全电池表现出优异的倍率性能和长循环稳定性。     

燃料电池聚合物电解质膜

本文简要介绍了聚电解质膜燃料电池的定义、分类、工作原理及其特点,综述了国内外在燃料电池聚电解质领域的最新成果。对质子传导率与甲醇渗透系数的关系进行了初步探讨,详细评述了近年来AAPEM和ACPEM这两类聚电解质膜的研究进展,并对今后的研究趋势作了展望。     

Separation of cationic and anionic conductivity constituents in solid polymer electrolytes comprising a copolymer of acrylonitrile and butadiene (40:60) and lithium hexafluoroarsenate

A technique for separating cationic and anionic constituents of the ionic conductivity of amorphous solid polymer electrolytes in the region of low salt concentrations is proposed. The technique employs model equations for separately describing transport of cations and anions that differently interact with the polymer matrix. It is shown that the temperature dependences of the anionic conductivity obey the Vogel-Tamman-Fulcher equation and those of the cationic conductivity, the Miyamoto-Shibayama equation. By separating the overall ionic conductivity into constituents, cationic transport numbers are evaluated in broad ranges of salt concentrations and temperatures in the system comprising a copolymer of acrylonitrile and butadiene (40:60) and lithium hexafluoroarsenate. At nearly ambient temperatures the anionic constituent is predominant. Two different cation transport mechanisms are established at elevated temperatures.     

无机粒子-高分子复合固体电解质的研究进展

综述了锂离子电池用无机粒子 高分子复合固体电解质方面的研究进展 ,对复合电解质的种类、无机复合粒子的作用和电解质在锂电池方面的应用情况进行了评述。     

EVOH梳型单离子聚合物的合成及其离子电导电性质

EVOH梳型单离子聚合物的合成及其离子电导电性质;梳型聚合物;聚合物电解质;交流阻抗谱     

复合型聚合物电解质的研究进展

综述了通过物理改性的方法制成的复合型聚合物电解质（ＣＰＥ）的研究进展,并介绍了ＣＰＥ薄膜的制备工艺,以及ＣＰＥ应用在聚合物二次锂电池中的最新成果。     

电流型电化学气体传感器电解液的研究进展

综述了电流型电化学气体传感器电解液的发展状况.研究发现,用离子液体作电解液,与水溶液电解液相比,具有不挥发、电导率高和电化学窗口宽等优点,其与聚合物结合得到的离子液体聚合物电解质兼具离子液体和聚合物电解质的优点.用有机溶剂作电流型电化学气体传感器电解液的研究还刚刚开始,但它是很有应用前景的.     

Studies on Novel Polymer Materials Prepared through Intermacromolecular Complexation

The basic feature of polymers is their multi-order structure. Structure change at each level offers a possibility tomodify polymer properties and to develop new polymer materials. Therefore,novel polymer materials can be developed by tailoring their chain structure through chemical bonding among atoms, i.e., via the traditional molecular chemistry methods, e.g., polymerization of new monomer, controlling chain length (molecular weight and molecular weight distribution) and stereoregularity, copolymerization of different kinds of monomers, controlling sequence distribution,block of graft length of copolymer, etc., which have been the focus of polymer chemistry for several decades, as well as by tailoring specific supramolecular architecture using molecules as building block through intermolecular interactions, i.e., via supramolecular science methods, e.g., molecular self-assembly, intermacromolecular complexation, etc., which is a modern and fast-developing academic research field.This paper reports novel polymer materials prepared through intermacromolecular complexation,e.g., a new polymer solid electrolyte poly(metyl methacrylate-methacrylic acid)[P(MMA-MAA)]/poly(ethylene oxide) (PEO)/A2-LiClO4 developed by intermacromolecular complexation through hydrogen bonding, which has enhanced ambient ionic conductivity and fairly good mechanical and film-forming properties, a new polymer microcomposite poly(acrylonitrile-acrylamide-acrylic acid) [P(AN-AM-AA)]/poly(vinyl alcohol) (PVA) reinforced by the twin molecular chain microfibrils formed through intermacromolecular complexation of P(AN-AM-AA) with PVA through hydrogen bonding, which exhibits much better mechanical properties than its constituents and could be used to manufacture PVA based complexed fibers with higher modulus and better dyeability, a new polymer flooding agent poly(acrylamide-acrylic acid)[P(AM-AA)]/poly(acrylamide- dimethyldiallylammonium chloride) [P(AM-DMDAAC)] developed by intermacromolecular complexation of the oppositely charged polyions through Coulomb forces,which shows much higher viscosity and better resistance to temperature, shear rate and salt than its constituents, and has potential application in enhanced oil recovery.