聚合物电解质中离子输运机制的谱学研究

聚合物电解质是新一代锂离子电池所需要的重要材料，本文从分析聚丙烯腈增塑剂－ＬｉＣｌＯ４体系中各组份间的相互作用出发，用Ｒａｍａｎ光谱，红外光谱，Ｘ射线光电子能谱及核磁共振等谱学方法研究了聚合物电解质中各组份之间的相互关系和Ｌｉ＾＋离子在聚合物电解质中的输运机理。     

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     

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.     

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的研究进展

由于凝胶聚合物电解质具有较好的机械加工性能和安全性能以及较高的室温离子电导率,因而得到广泛的研究与应用。综述了聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氧化乙烯等锂离子电池凝胶聚合物电解质近几年的研究进展,主要介绍了这些凝胶聚合物电解质体系性能的优缺点以及对其改性研究的各种探索。特别是对目前研究最广泛的聚偏氟乙烯体系的改性进行了较为详细的论述。其中,添加无机纳米粒子的改性是目前的研究热点,是凝胶聚合物电解质的发展趋势,并对凝胶聚合物电解质的未来发展作了展望。     

锂离子电池用凝胶聚合物电解质研究进展

凝胶聚合物电解质是制备高功率密度和高能量密度、长循环寿命的聚合物锂离子电池的重要材料之一。凝胶聚合物电解质由聚合物基体、锂盐和增塑剂等组成。本文重点论述了凝胶聚合物电解质各组成成分的相互作用以及近几年聚合物基体与增塑剂的研究进展。此外,对凝胶聚合物电解质的性能改进进行了讨论,并对凝胶聚合物电解质的应用前景进行了展望。     

锂离子电池用化学交联型凝胶聚合物电解质的研究进展

近年来便携式电子设备爆炸事件频发,主要是由于传统锂离子电池隔膜/电解液体系容易发生电解液泄漏以及隔膜严重热收缩导致的正负极接触短路。化学交联型凝胶聚合物电解质的出现在很大程度上改善了电池漏液的问题。同时,交联网络赋予聚合物基体优异的尺寸稳定性,大大提高了其安全性能。因此,化学交联型凝胶聚合物电解质得到了科研工作者们的广泛关注和研究。本文根据引发及制备方法的不同,综述了利用热引发、光引发、辐射引发、环氧开环加成以及溶胶-凝胶法制备的交联凝胶型聚合物电解质,并对其力学性能和电化学性能进行了介绍。     

静电纺丝纳米纤维基凝胶聚合物电解质的研究进展

凝胶聚合物电解质(GPEs)可以解决传统电池的漏液问题和低能量密度问题,提高电池的安全性能,使电池轻便化,薄型化和外形多样化。静电纺丝技术可以控制纤维的直径和孔隙率,平衡GPEs离子电导率和力学性能,实现两者的共同提高,引起众多学者的研究兴趣。重点对聚偏氟乙烯(PVDF)电纺膜基凝胶聚合物电解质和聚丙烯腈(PAN)电纺膜基凝胶聚合物电解质的制备工艺和性能的研究进展进行了介绍,并对静电纺丝纳米纤维基凝胶聚合物电解质存在的问题和研究方向进行了探讨。     

锂离子电池用聚合物固体电解质的新进展

综述了锂离子电池用聚合物固体电解质方面的进展。     

固态聚合物电解质研究进展

开发下一代高安全且高能量密度能源体系是新能源产业进一步蓬勃发展的关键。将易燃易爆的液态电池替换为固态电池是一项极具前景的工作。在固态电解质中,聚合物电解质由于其高安全性、粘弹性及其良好的界面相容性等成为广泛研究的对象。但是在室温下其离子电导率仍然偏低,需要在高温下才能达到一定的电池性能。因此,在提升聚合物电解质常温离子电导率的同时,还需要进一步研究和改善电解质/电极之间的界面问题,降低界面阻抗。本文从固态聚合物的优缺点出发,介绍了不同固态聚合物电解质的性能及其离子传输机理,展望了固态聚合物电解质的最新研究进展和发展方向。     

锂离子电池凝胶聚合物电解质改性的研究现状

从目前凝胶聚合物电解质的研究现状及问题出发,重点介绍了两种改性凝胶聚合物电解质的方法。无机纳米粒子复合凝胶聚合物电解质能够降低结晶型聚合物的结晶度,提高其离子电导率,改善其力学性能和稳定性;多孔凝胶聚合物电解质能够实现在较宽的温度范围内能保持较高的离子电导率和较好的机械强度及尺寸稳定性。最后,对凝胶聚合物电解质的改性研究方向作出了展望。     

PMMA类GPE在锂离子电池应用中的研究进展

综述了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基凝胶聚合物电解质(GPE)在锂离子电池应用中的研究现状,分析了PMMA基GPE存在的主要问题,介绍了GPE的导电机理,并在此基础上,介绍了PMMA基GPE的改性方法,包括聚合物基体的改性、添加纳米粒子以及形成多孔状结构等。     

一种新型凝胶态聚合物电解质的制备和性能

采用一种新型胶联剂新戊二醇二丙烯酸酯(noepentyl glycol diacrylate, NPGDA)和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), PVDF-HFP), 液态电解液组成电解质混合溶液, 然后加入引发剂并加热引发聚合反应制备了一种具有互穿聚合物网络结构的凝胶态聚合物电解质, 可以用于制备聚合物锂离子二次电池. 考察了不同PVDF-HFP/NPGDA质量比对凝胶态聚合物电解质性能的影响. 结果表明, PVDF-HFP/NPGDA质量比可以影响凝胶态聚合物电解质的结构形貌、电化学特性以及聚合物锂离子二次电池的性能. 研究发现, 当m(PVDF-HFP)/m(NPGDA)＝1:1时制备的凝胶态聚合物电解质具有较高的离子电导率和电化学稳定窗口, 室温下分别为6.99×10^-3 S•cm^-1和4.8 V(vs Li⁺/Li), 以其为电解质制备的聚合物锂离子二次电池具有较好的电化学性能.     

离子交换膜燃料电池汽车

本文综述了离子交换膜燃料电池汽车应用发展背景,现状及商业化前景,探讨了离子交换膜燃料电池及其系统关键技术．     

Self-reporting and Biodegradable Thermosetting Solid Polymer Electrolyte

To date, significant efforts have been dedicated to improve their ionic conductivity, thermal stability, and mechanical strength of solid polymer electrolytes (SPEs). However, direct monitoring of physical and chemical changes in SPEs is still lacking. Moreover, existing thermosetting SPEs are hardly degradable. Herein, by overcoming the limitation predicted by Flory theory, self-reporting and biodegradable thermosetting hyperbranched poly(β-amino ester)-based SPEs (HPAE-SPEs) are reported. HPAE is successfully synthesized through a well-controlled “A2+B4” Michael addition strategy and then crosslinked it in situ to produce HPAE-SPEs. The multiple tertiary aliphatic amines at the branching sites confer multicolour luminescence to HPAE-SPEs, enabling direct observation of its physical and chemical damage. After use, HPAE-SPEs can be rapidly hydrolysed into non-hazardous β-amino acids and polyols via self-catalysis. Optimized HPAE-SPE exhibits an ionic conductivity of 1.3×10⁻⁴ S/cm at 60 °C, a Na⁺ transference number ( ) of 0.67, a highly stable sodium plating-stripping behaviour and a low overpotential of ≈190 mV. This study establishes a new paradigm for developing SPEs by engineering multifunctional polymers. The self-reporting and biodegradable properties would greatly expand the scope of applications for SPEs.     

聚合物微观结构对聚合物电解质膜性能的影响

聚合物的微观结构是设计具有优异的电化学性能的聚合物电解质膜(PEMs)的基础.在电解质膜中,相分离结构形成的离子簇和离子通道可以影响膜在高温低湿度条件下的离子传导和水的传输,这种结构形成的形貌也可以影响膜的吸水率、溶胀度、碱稳定性等性能.近几年来,人们对于具有微观相分离形貌的PEMs的合成和形貌开展了很多研究.本文主要...     

新型锂离子电池聚合物电解质的制备

应用倒相法,以PVDF-HFP(偏氟乙烯-六氟丙烯)的混合物为基体制备锂离子电池电解质基质,制得的多孔PVDF基质薄膜具有优良的化学性能及机械性能,其拉伸强度为10²kg/cm²,吸附锂离子电池电解液(1mol/LLiPF₆的EC/DEC溶液)的能力达到自身重量的350%以上,吸液后其室温电导率在10-3S/cm以上,用它组装成原理电池以后呈现了良好的电化学性能.     

梳形聚醚全固态聚合物电解质的电导率研究

应用阳离子开环聚合反应合成含二缩三乙二醇单甲醚侧链的梳形聚醚POE,并与高氯酸锂复配制成聚合物电解质.交流阻抗测试表明,当POE电解质内的氧锂比(O/L i)为20时,其电导率最高,室温下为10-4.43S/cm,80℃时则达到10-3.44S/cm.用DSC和XPS分别表征了链段运动能力和锂盐在POE中的溶解状态对电导率的影响.     

辐照交联法制备锂离子电池用凝胶聚合物电解质及其性能

采用γ-射线辐照交联法制备了具有网络结构的聚偏氟乙烯-六氟丙烯/新戊二醇二丙烯酸酯(PVDF-HFP/NPGDA)基凝胶聚合物电解质(GPE). 考察了不同辐照剂量对凝胶电解质形貌结构、热稳定性和电化学性能的影响以及不同辐照剂量和不同温度下电导率的变化. 结果表明, 随辐照剂量的增加, 凝胶电解质的固化程度提高, 电导率下降. 电导率随温度的变化符合VTF方程. 当辐照剂量为5 kGy 时, 制备的凝胶电解质具有较高的离子电导率和电化学稳定窗口, 室温下分别为7.8×10-3 S·cm-1和4.7 V(vs Li/Li+). 以其为电解质制备的LiMn2O4∣GPE∣Li聚合物锂离子电池具有较好的循环性能.     

超支化/星形聚合物电解质的研究进展

与液体电解质相比较,聚合物电解质以其易加工、设计灵活、质量轻、安全无毒的特点而受到人们的广泛关注,具有取代液态电解质的潜在应用价值,而超支化/星形聚合物以其无定形、低玻璃化转变温度、支化结构等特点可被用于固态电解质。本文综述了超支化/星形聚合物电解质材料的研究进展,重点介绍了超支化/星形聚合物基电解质和超支化/星形聚合物共混基电解质,并对超支化/星形聚合物单一离子导体在锂离子电池方面的应用前景作了概述。