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.     

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.     

锂离子聚合物常温固体电解质的研究进展

综述了锂离子电池聚合物常温固体电解质的最新研究进展。主要关注的是电化学性能,尤其是室温下的离子电导率。对性能较好的聚合物固体电解质体系进行了概述。     

用于锂离子电池的凝胶聚合物电解质的制备与性能

以丙烯腈(AN)、丙烯酸甲酯(MA)和衣康酸锂(IALi)为自由基共聚反应的主要单体, 采用溶液聚合方法, 合成轻度交联的P(AN-MA-IALi)聚合物电解质膜.通过FTIR, DSC和SEM等测试方法对共聚物的结构进行了表征, 利用交流阻抗等电化学方法对该膜的导电性能进行了研究.实验结果表明, 所制备的交联聚合物的室温电导率达到10-5~10-4 S/cm, 当IALi的质量分数为3%时, 所制备的聚合物电解质膜的电导率最大可达到1.89×10-4 S/cm.     

锂电池用全固态聚合物电解质

随着储能电源和电子产品以及电动汽车的迅速发展,开发高能量密度的锂离子电池已经成为现阶段研究的重点方向之一。目前,较广泛使用的液态锂离子电池,由于容易发生有机液态电解质的泄漏、燃烧、爆炸和短路等问题,存在非常大的安全隐患。因此,迫切需要开发能量密度更高,安全性更加好的锂离子电池。与现有的有机液态电解质相比,全固态聚合物电解质(All-solid-state polymer electrolyte,ASPE)具有理论比容量更高、结构可设计性强、易于大规模生产制造、排除了泄漏液体等体系安全性能好的优点,是一类具有广泛应用前景的电解质。ASPEs在锂离子电池中起到了主导作用,研究者们对其进行了大量的科研工作。本文结合并比较了典型的ASPEs(聚醚、聚酯、聚氨酯、聚硅氧烷)的最新科研进展以及本课题组的工作,回顾了这几种固态聚合物的发展,对高性能锂电池全固态电解质的制备设计、新型锂电池、界面调控和制备工艺成型等方面作了阐述,并对其未来的研究做出展望。     

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.     

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。     

阻抗虚部计算聚合物电解质电导率

用交流阻抗法研究了（PEO1）10LiClO4-Al2O3和（PEO2）16LiClO4－碳酸乙烯酯（EC）两种复合物电解质体系的电导率,给出了等效电路和各拟合元件的物理意义。当阻抗谱图发生严重变形时,提出一种比较简单的计算聚合物电解质电导率的方法－－阻抗虚部最大值法。     

氯醇橡胶溶液性质的研究

氯醇橡胶具有优良的耐油、耐热、耐寒和耐老化等性能。其溶液性质已有报道,并订定了一些Mark-Houwink方程。过去所用试样分子量一般偏低,也未见用小角激光光散射法测定其分子量的报道。本文介绍高分子量((?)=7.0×10~5～1.3×10~6)无定形氯醇橡胶的溶液性质。     

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。     

P(VAc-MA)/PMMA为基体的聚合物电解质制备及其在电致变色器件中的应用

以醋酸乙烯酯(VAc)和丙烯酸甲酯(MA)为单体, 采用半连续种子乳液聚合法制备了无规共聚物P(VAc-MA), 以PMMA与P(VAc-MA)的共混物为基体制备了聚合物电解质. 用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、紫外光谱(UV)、力学性能测试及电化学交流阻抗等方法研究了聚合物、聚合物膜和聚合物电解质的性质. 结果表明, VAc与MA通过打开各自的CC键聚合生成P(VAc-MA); P(VAc-MA)与PMMA共混后结晶状态发生了变化, 增加了无定形相区, 降低了链段运动的能量壁垒, 提高了热稳定性和拉伸强度. 以P(VAc-MA)/PMMA为基体的聚合物电解质膜具有很高的透明性, 最大室温电导率达到1.17×10-3 S/cm; 离子电导率随着温度的升高而迅速增加, 电导率-温度曲线符合Arrhenius方程; 将此电解质用于全固态电致变色显示器件显示出优良的性能.     

高温高分子快离子导体PMDA—ODA—PSX—DABSA的合成和性能

采用线型缩聚法合成了１，２，４，５－均苯四甲酸二酐，４，４＇－氨基二苯醚，氨丙基聚二甲硅氧烷和２，５－二氨基苯磺酸四元高分子快离子导体。测定了该共聚物的红外光谱和差动热分析曲线，得到共聚物的玻璃化温度Ｔｇ在１３０℃左右。用交流阻抗谱法测定共聚物薄膜的电导率。四元系的电导率比两个三元系ＰＭＤＡ－ＯＤＡ－ＰＳＸ和ＰＭＤＡ－ＯＤＡ－ＤＡＢＳＡ分别提高两和一个多数量级。这是因为四元系综合了两个三元系的优点     

Ionic transport studies on (PEO)6:NaPO3 polymer electrolyte plasticized with PEG400

Conduction characteristics of the poly(ethylene oxide) based new polymer electrolyte (PEO)₆:NaPO₃, plasticized with poly(ethylene glycol) are investigated. Free standing flexible electrolyte films of composition (PEO)₆:NaPO₃ + x wt.% PEG₄₀₀ (30 ? x ? 70) are prepared by solution casting method. A combination of X-ray diffraction (XRD), optical microscopy and differential scanning calorimetry (DSC) studies have indicated enhancement in the amorphous phase of polymer due to the addition of plasticizer. Further, a reduction in the glass transition temperature observed from the DSC result has inferred increase in the flexibility of the polymer chains. The cationic transport number (t_Na⁺) of 0.42 determined through combined ac-dc technique has confirmed ionic nature of conducting species. Ionic conductivity studies are carried out as a function of composition and temperature using complex impedance spectroscopy. The electrolyte with maximum PEG₄₀₀ content has exhibited an enhancement in the conductivity of about two orders of magnitude compared to the host polymer electrolyte. The complex impedance data is analyzed in conductivity, permittivity and electric modulus formalism in order to throw light on transport mechanism. A solid state electrochemical cell based on the above polymer electrolyte with a configuration Na|SPE|(I₂ + acetylene black + PEO) has exhibited an open circuit voltage of 2.94 V. The discharge characteristics are found to be satisfactory as a laboratory cell.     

Characterization of poly(vinylidene fluoride-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP) electrolytes complexed with different lithium salts

Poly(vinylidene fluoride-hexafluoropropylene) (PVdF-HFP) gel electrolytes comprising a combination of plasticizers, ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) and lithium salt LiX have been prepared using the solution casting technique in an argon atmosphere. The prepared electrolytes were subjected to ionic conductivity, compatibility with lithium metal anode and thermogravimetric (TG)/differential thermal analysis (DTA). The membranes, which possess lithium salt, LiBF₄ exhibited maximum conductivity and on contrary it undergoes severe passivation with lithium metal. All these membranes are found to be stable thermally about 70 °C.     

三元共聚物P(EO-PO-AGE)-LiCLO_4络合物的离子电导

本文合成了聚(环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚,三元共聚物,P(EO-PO-AGE)。扭辨分析、DSC、X-射线衍射结果表明,三元共聚物的玻璃化转变温度较低(T_g=-74℃),无定形结构含量～98％,并确定了与LiClO_4组成为Li/O(mole)=0.25的结晶络合物存在。络合物电导行为的研究发现,络合物电导与盐浓度有关,在Li/O(mole)=0.05时具有较大值,室温下电导可达5×10~-5)scm~(-1)。     

聚合物网络快离子导体

本文总结了含聚氧化乙烯(PEO)链段的聚合物网络快离子导体的研究工作,论述了这类聚合物电解质的离子导电性与网络结构的关系,并讨论了离子在其中的传递历程.通过研究聚合物网络电介质所获得的众多基本概念,同样可用于解释在PEO类高分子快离子导体研究中所发现的实验现象.     

纳米Al2O3填充的PVDF-HFP复合电解质的导电性

用真空蒸发法制备了不同配方的PVDF-HFP复合电解质膜,通过交流阻抗测试,优选出机械和电化学性能较好的PVDF-HFP复合电解质的工艺参数,m(纳米Al₂O₃)∶m(增塑剂DBP)∶m(PVDF-HFP)=10∶45∶45.用丙酮抽提制得的PVDF-HFP聚合物膜中的增塑剂,再于1mol/LLiPF₆/DEC-EC(体积比1∶1)的液态电解质中浸渍,浸渍后聚合物膜的电导率达到10-3S/cm数量级.