锂单离子导电固态聚合物电解质

锂单离子导电固态聚合物电解质是一类锂离子迁移数接近1的锂离子导体,可以有效避免阴离子移动产生浓差极化,从而提高锂电池的容量以及循环性能,成为近年来固态聚合物电解质的研究热点。本文综述了锂单离子导电固态聚合物电解质的研究进展,重点关注了电导率和锂离子迁移数较高的体系,并简要评述了锂单离子导电固态聚合物电解质所面临的挑战以及发展前景。     

PEO基聚合物电解质及其锂硫电池性能研究

锂硫电池由于具有高的理论比能量引起了广泛关注,然而传统液态锂硫电池由于多硫化物的“穿梭效应”以及安全问题而限制了其应用,全固态锂硫电池可显著提高电池安全性能并有望解决多硫化物的穿梭问题. 本文采用传统的溶液浇铸法制备了具有不同的[EO]/[Li⁺]的PEO-LiTFSI聚合物电解质,并将其应用于锂硫电池. 研究发现,虽然[EO]/[Li⁺] = 8的聚合物电解质具有更高的离子电导率,但是[EO]/[Li⁺] = 20的电解质与金属锂负极间的界面阻抗更低,界面稳定性更好. Li|PEO-LiTFSI([EO]/[Li⁺]=20)|Li对称电池在60 °C,电流密度为0.1 mA·cm^-2时可稳定循环超过300 h,而Li|PEO-LiTFSI ([EO]/[Li⁺]=8)|Li对称电池循环75 h就出现了短路现象. 基于PEO-LiTFSI([EO]/[Li⁺]=20)电解质的锂硫电池首圈放电比容量为934 mAh·g^-1,循环16圈后放电比容量为917 mAh·g^-1以上. 而基于PEO-LiTFSI ([EO]/[Li⁺]=8)电解质的锂硫电池,由于与锂负极较低的界面稳定性不能够正常循环,首圈就出现了严重过充现象.     

离子导电聚合物电解质的研究*

本文对离子导电聚合物电解质的发展史、分类、导电机理、研究方法及离子导电聚合物电解质电导率提高的途径进行了综述分析,并讨论了今后工作的发展方向。     

导电聚合物与锂二次电池

本文对聚合物的锂二次电池原理，发展、应用前景及今后的展望做了评述．     

新型复合聚合物电解质离子导电行为的研究

PEG600和CH₂Cl₂通过Williamson缩聚反应,生成主链柔顺的PEG共聚物.¹H NMR测试表明其以[CH₂O(CH_2>CH₂O)¹³]为重复结构单元.与聚合物质量含量8%的气相SiO₂及适量的LiN(CF₃SO₂)2掺杂,制备一系列新型复合聚合物电解质.通过AC阻抗研究离子电导率,提出适合本体系的等效电路.该体系具有良好的成膜性能与热稳定性能,电导率比传统的PEO/盐体系高2～3个数量级.离子电导率随着温度的升高而增加,低温电导率增加较快,高温电导率增加较慢,呈非Arrhenius变化.在EO/Li=13～34:1(摩尔比)范围内,离子电导率随着盐浓度的变化出现两个峰值,低盐浓度的峰值较高.在303 K, EO/Li=28:1时,最大离子电导率接近10^-4 S/cm.     

纳米SiO2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.     

复合聚合物电解质的导电行为及电导率的测定

研究了乙烯碳酸酯（EX）增塑的（PEO）16LiClO4-EC复合聚合物电解质交流阻抗谱图，提出了不锈钢电极／聚合物电解质／不锈钢电极这种结构在交流阻抗测试分析中具有普适性的模拟等效电路，并且根据等效电路中元件拟合值测定出复合聚合物电解质体系在不同EC增塑量及温度时的电导率，用复合聚合物电解质体系中各组分之间的相互作用解释了EC对聚合物电解质电行为的影响，在低EC含量的复合聚合物电解质体系中，电导率和温度的关系在低温时符合Arrhenius方程，在高温时符合Vogel-Tamman-Fulcher(VTF)方程；而当EC含量大于20％时，电导率和温度的关系在实验温度范围内符合VTF方程。     

新型梳状聚甲基丙烯酸酯固态聚合物电解质的制备及导电性能研究

采用溶液聚合方法,以甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯为共聚单体,制备一种新型无规梳状聚合物,并研究了一系列掺杂不同含量高氯酸锂全固态聚合物电解质的导电性能.FTIR、1H-NMR结果证实了新型梳状聚合物具有无规梳状结构特征.DSC和XRD结果表明了聚合物电解质主要是以无定型状态存在.SEM和FTIR结果证实了当锂盐含量低于16 wt%时,锂盐在聚合物中具有良好的溶解性,ClO4-主要以单离子状态存在,此时聚合物电解质30℃离子电导率达到最大值,为4.81×10-5S/cm.当锂盐含量超过16wt%时,Li+ClO4-离子对含量明显增多,表明了锂盐溶解性能下降,同时聚合物电解质离子电导率显著下降,这主要是锂盐增加导致离子的缔合增强,不利于离子的传导所致.     

一种双锂盐梳状聚合物电解质的制备及电化学性能

将聚乙二醇单甲醚(MPEG)接枝在聚(异丁烯-alt-马来酸酐)(PIAMA)上合成梳状锂单离子导体PIAMA-g-MPEG, 并与双(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiTFSI)复合制成双锂盐梳状聚合物电解质薄膜. 用核磁共振波谱 (¹H NMR)、 热重分析(TG)、 扫描电子显微镜(SEM)、 电化学阻抗(EIS)和电池充放电测试等方法对聚合物基体和电解质的物化性质和电化学性能进行了研究.结果表明, 设计的双锂盐梳状聚合物电解质能够有效解离并传输锂离子, 70 ℃下离子迁移数(t_Li⁺)为0.32, 离子电导率(σ)为1.5×10^-4 S/cm, 电化学稳定窗口为0~4.9 V (vs. Li/Li⁺). 组装Li|PIAMA-g-MPEG|Li电池并进行70 ℃恒电流充放电电压极化测试, 结果表明, 电解质与金属锂负极兼容性较好, 能够有效抑制锂枝晶的生长.组装LiFePO₄|PIAMA-g-MPEG|Li电池进行70 ℃长循环及倍率性能测试, 电解质表现出了优异的高温性能.     

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.     

凝胶型聚合物电解质的电导率与温度的关系

凝胶型聚合物电解质的电导率与温度的关系孙晓光，林云青，齐力，景遐斌，王佛松（中国科学院长春应用化学研究所长春１３００２２）关键词凝胶电解质，离子电导率，活化能无定形聚合物电解质电导与温度的依赖关系一般可用Ｖｏｇｅｌ－Ｔａｍｍａｎ－Ｆｕｌｃｈｅｒｃ（Ｖ...     

梳状高分子固体电解质的离子导电性研究

深入研究了交替马来酸酐共聚物多缩乙二醇酯（ＣＰ３５０）两种锂盐络合物ＣＰ３５０／ＬｉＡｓＦ＿６和ＣＰ３５０／ＬｉＰＦ＿６的离子传导性能,给出了与复阻抗谱相对应的等效电路．离子电导率随［Ｌｉ］／［ＥＯ］的变化而出现一极大值,室温下,两体系电导率极大值分别为１．３８×１０（－４）,８．３２×１０（－５）Ｓ／ｃｍ．电导率随温度升高而增加．导电行为呈非－Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ特征．阴阳离子半径之和（ｒ＿ｃ＋ｒ＿ａ）愈大,离子电导率愈高．     

Synthesis and Ionic Conductivity of Network Polymer Electrolytes with Internal Plasticizers

Network polymer electrolytes with free oligo(oxyethylene) chains as internal plasticizers were prepared by cross-linking poly(ethylene glycol) acrylates. The effects of salt concentration and properties of internal plasticizers on ionic conductivity were studied.     

锂电池中的凝胶聚合物电解质

锂电池目前在人们生活中已经得到广泛应用,但是传统的液体电解质沸点低且易泄漏,容易引起锂枝晶生长和安全问题。凝胶聚合物电解质(GPEs)的状态介于液态电解质和固态电解质之间,不仅可以作为电解质,还可以作为隔膜,这样可以减少液体电解质的泄漏以及改善固体电解质的界面电阻。本文综述了锂电池中制备不同类型的GPEs的方法,如溶液浇铸法、相转化法、原位聚合法、UV(紫外)固化法和静电纺丝法等,重点总结了不同纤维基的GPEs(聚(偏二氟乙烯)(PVDF)、聚(偏二氟乙烯-共六氟丙烯)(PVDF- HFP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)和聚间亚苯基间苯二甲酰胺(PMIA))在锂电池中的运用,并通过对不同基质的改性来改善电解质的离子电导率,阻碍锂枝晶的生长。最后,本文对锂电池中GPEs的未来发展前景进行了展望,讨论和提出的策略将为今后高性能锂电池的实际应用提供更多的途径。     

新型导电高分子材料的导电性与其结构的关系

新型导电高分子材料的导电性与其结构的关系梁洪泽，宋永贤，丁黎明，綦玉臣，李丽霞，景遐斌，王佛松（中国科学院长春应用化学研究所，长春，１３００２２）自Ｗｒｉｇｈｔ首次报道了聚环氧乙烷（ＰＥＯ）－碱金属盐（ＭＸ）配合物的离子导电性以来，有关各种聚合物固体...     

高分子固体电解质研究进展

评述了高分子固体电解质（ＳＰＥ）的形成、分类、应用及离子传输机理的研究,并结合有关ＳＰＥ新材料制备、ＰＥＯ／盐络合物晶体结构全测定、离子传输机理探索及电化学器件应用等方面的最新报道对ＳＰＥ未来研究方向进行展望．全文引用８４篇文献．     

Polymer Electrolytes for Lithium Power Sources

Russian Journal of Electrochemistry -