含[BMIM]Cl-ZnCl2和非质子溶剂的凝胶聚合物电解质的合成

以烯类单体MA、MMA、HEMA为基质,通过原位聚合,合成了同时含离子液体[BMIM]Cl-ZnCl2和非质子溶剂的一系列新型凝胶聚合物电解质,用FTIR、AC、TG等方法对其结构和性能进行了表征。研究表明,聚合物电解质具有复合物结构;[BMIM]Cl-ZnCl2和非质子溶剂PC﹑DMC的加入使聚合物电解质的室温离子电导率大大增加,达2.83×10⁻³ S/cm,且与温度的关系符合VTF方程;聚合物电解质的热分解温度大于275 ℃,显示出良好的热稳定性。     

单分散SiO2纳米颗粒复合凝胶电解质的应用

以单分散程度较高的SiO₂纳米颗粒(约130 nm)作为填料,聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)作为聚合物基质,采用简便的物理共混法制备出了一种单分散SiO₂纳米颗粒复合凝胶聚合物电解质(MCGPEs)并将其应用于锂电池中。扫描电镜结果表明,SiO₂纳米颗粒在聚合物基体中分散均匀。与传统凝胶聚合物电解质(GPEs)和商业SiO₂颗粒复合凝胶电解质(CGPEs)相比,MCGPEs有着更高的电解液吸液能力和离子电导率,并且具备更强的锂离子迁移能力。此外,使用MCGPEs作为电解质的锂电池,在1.0C下历经300次循环后仍然保持了121.1 mAh·g^-1的较高比容量,表现出了优异的循环性能。同时,其倍率性能也十分优异,在10C倍率下获得了135 mAh·g^-1的比容量,远高于GPEs锂电池(76.2 mAh·g^-1)。     

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.     

MMA/MAh共聚物的合成及其凝胶聚合物电解质性能

从聚甲基丙烯酸甲酯型凝胶聚合物电解质存在的问题出发,设计制备一种甲基丙烯酸甲酯/共聚马来酸酐型凝胶聚合物电解质.采用溶液聚合法,以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)、顺丁烯二酸酐(MAh)为单体,其MMA与MAh单体摩尔配比为1∶1,合成了P(MMA-co-MAh)共聚物;采用凝胶色谱(GPC)、傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(MNR)、示差扫描量热法(DSC)、热失重分析(TGA)、X-射线衍射分析(XRD)对所合成共聚物的结构进行了表征.结果表明,合成的共聚物为无规非晶型聚合物,其数均分子量Mn为6.40×104,共聚物中MMA与MAh链段摩尔比大约为8∶1,热分解温度为300℃,玻璃化转变温度(Tg)为121.3℃.以P(MMA-co-MAh)共聚物为树脂基体,环状碳酸1,2-丙二酯(PC)为增塑剂,LiClO4为电解质盐,制备了凝胶聚合物电解质(GPE),当共聚物含量为45 wt%时,GPE具有好的成膜性,其室温离子电导率为3.0×10-5S/cm.     

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。     

原位聚合制备的离子液体/聚合物电解质的研究

采用原位聚合制备出新型的BMIPF6/PMMA聚合物电解质透明弹性膜. 研究结果表明, BMIPF6/PMMA聚合物电解质体系在305 ℃时仍具有较好的热稳定性, 其安全性能优于含有机溶剂的传统非水电解质体系. 随着离子液体含量的增加, 其玻璃化转变温度逐渐减小, 离子电导率升高; 且离子电导率与温度的关系服从VTF方程. 其中, 当BMIPF6的质量分数为50%时, 该聚合物电解质的室温离子电导率高达0.15 mS/cm.     

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。     

离子液体/凝胶聚合物电解质的制备及其与LiFePO_4的相容性

以1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(EMIPF6)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-HFP))和六氟磷酸锂(LiPF6)为原料,采用溶液浇铸法制备了离子液体/凝胶聚合物电解质(ILGPE).通过循环伏安(CV)、计时电流法、恒流充放电、电化学阻抗法(EIS)研究了该电解质的离子传输特性以及与锂离子电池正极材料LiFePO4的相容性.结果表明,离子液体/凝胶聚合物电解质的室温电导率为1.650×10-3S·cm-1,电化学稳定窗口达到5.0V.在充放电循环过程中,电极表面形成的钝化膜改善了锂离子脱、嵌可逆性和电极/电解质的界面性质.     

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...     

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-b-PS基凝胶聚合物电解质的性能

通过原子转移自由基聚合反应（ATRP）合成了含刚性聚苯乙烯（PS）链段的聚（甲基丙烯酸甲酯-b-苯乙烯）嵌段共聚物（PMMA-b-PS）。用红外光谱、核磁共振氢谱和凝胶渗透色谱分析了该共聚物的化学结构、分子量及其分布。结果表明：PMMA-b-PS的数均分子量为2.69×105,分子量分布为1.53。以合成的PMMA-b...     

Polymeric Membranes Containing Phosphorus in the Chain for Solid Polymer Electrolytes

Abstract

Two new series of solid polymer electrolytes (SPEs) based on phosphorus containing (co)polyesters (PPE) and Lithium triflate were obtained. PPEs are composed of phosphonate moeties (cyclohexyldichlorophosphonate (CHDP)) as linking agent and two diols: PEG (6000) and poly(tetramethylene glycol) (PTMG) in PPE I, and PEG (6000) and 4,4′-cyclohexylidenebisphenol (bisphenol Z, BZ) in PPE II. Polycondensation was carried out in solution in the presence of triethylamine (TEA) as scavenger of HCl side product (PPE I–IIa) and in the absence of any acid acceptor (PPE I–IIb). The Limiting Oxygen Index (LOI) and thermal analysis were performed both on polymers and membranes. The ionic conductivity of SPE membranes based on PPE-salt complexes, with various salt concentrations, was investigated at different temperature and ionic transference numbers were determined. Optimum composition was obtained for the polymer which contains in structure only alkyl units and 15% Lithium triflate.     

Gel polymer electrolytes prepared with porous membranes based on an acrylonitrile/methyl methacrylate copolymer

Porous membranes based on acrylonitrile/methyl methacrylate copolymer were prepared by a phase‐inversion method. Microstructures of the porous membranes were controlled through the variation of the evaporation drying time before immersion in a nonsolvent bath. Gel polymer electrolytes were prepared from these porous membranes via soaking in an organic electrolyte solution. They encapsulated the electrolyte solution well without solvent leakage and maintained good mechanical properties that allowed the preparation of thin films (～23 μm). These systems showed acceptable ionic conductivity values (>6.0 × 10^?4 S/cm) at room temperature and sufficient electrochemical stability over 4.4 V that allowed applications in lithium‐ion polymer batteries. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Polym Sci Part B: Polym Phys 40: 1496–1502, 2002     

离子液体凝胶聚合物电解质的三元组分相互作用研究

采用Raman光谱、傅里叶转换红外光谱和X-射线衍射光谱研究N-甲基-N-丙基哌啶双三氟甲磺酸亚胺离子液体（PP13TFSI）和双三氟甲磺酸亚胺锂盐（LiTFSI）对PVDF-HFP聚合物聚合方式的影响,结果表明,PP13TFSI、LiTFSI和PVDF-HFP是共混存在的,同时加入PP13TFSI和LiTFSI会使聚合物的聚合方式由晶体结构转变为无定形结构. 通过对电解质及其各组分的线性扫描伏安曲线和热重曲线分析可知,溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）容易残留在凝胶聚合物电解质（ILGPE）中,这会降低ILGPE的电化学稳定性和热稳定性. 作者对固态LiFePO₄|ILGPE|Li电池的倍率性能进行了研究,实验结果表明其具有较好的倍率性能,当电池倍率由C/10增大至2C,然后再回到C/10时,其容量可以恢复到原来的90.9%左右. 该研究结果对理解PP13TFSI和LiTFSI在ILGPE中的作用机理具有重要的意义.     

Preparation of a Star Network PEG-based Gel Polymer Electrolyte and Its Application to Electrochromic Devices

A star network polymer with a pentaerythritol core linking four PEG-block polymeric arms was synthesized, and its corresponding gel polymer electrolyte based on lithium perchlorate and plasticizers EC/PC with the character being colorless and highly transparent has been also prepared. The polymer host was characterized and confirmed to be of a star network and an amorphous structure by FTIR, ^1H NMR and XRD studies. The polymer host hold good mechanical properties for pentaerythritol cross-linking. Maximum ionic conductivity of the prepared polymer electrolyte has reached 8.83 × 10 ^-4 S·cm^-1 at room temperature. Thermogravimetry （TG） of the polymer electrolyte showed that the thermal stability was up to at least 150 ℃. The gel polymer electrolyte was further evaluated in electrochromic devices fabricated by transparent PET-ITO and electrochromically active viologen derivative films, and its excellent performance promised the usage of the gel polymer electrolyte as ionic conductor material in electrochrornic devices.