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。     

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。     

碱性聚合物电解质膜的表面锥形阵列结构提升燃料电池性能

燃料电池作为一种清洁高效的能量转换装置,被认为是构建未来社会可再生能源结构的关键一环。不同于质子交换膜燃料电池(PEMFC),碱性聚合物电解质燃料电池(APEFC)的出现使非贵金属催化剂的使用成为可能,因而受到了日益广泛的关注和研究。APEFC的关键结构是膜电极,主要由聚合物电解质膜和阴阳极(含催化层、气体扩散层)组成,膜电极是电化学反应发生的场所,其优劣直接决定着电池性能的好坏。因此,基于现有的碱性聚合物电解质及催化剂体系,如何构筑更加优化的膜电极结构,使APEFC发挥出更高的电池性能是亟待开展的研究。本文首先通过模板法在碱性聚合物电解质膜的表面构建出有序的锥形阵列,再将具有阵列结构的一侧作为阴极来构筑膜电极,同时,作为对比,制备了由无阵列结构的聚合物电解质膜构筑而成的膜电极,最后对基于两种不同膜电极的APEFC的电化学性能进行了对比研究。实验结果表明,锥形阵列结构可以将APEFC的峰值功率密度由1.04 W·cm-2显著提高到1.48 W·cm-2,这主要归因于在APEFC的阴极侧具有锥形阵列结构的聚合物电解质膜的亲水性的提升和催化剂电化学活性面积的增加。本工作为碱性聚合物电解质燃...     

含氟聚合物杂化电解质膜的结构分析

聚偏氟乙烯;共聚物;微孔膜;离子电导率;含氟聚合物杂化电解质膜的结构分析     

燃料电池聚合物电解质膜的研究进展

本文根据聚合物电解质膜燃料电池操作温度、使用的电解质和燃料的不同,将其分为高温质子交换膜燃料电池、低温质子换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池和阴离子交换膜燃料电池,综述了它们所用电解质膜的最新进展.第一部分简要介绍了这4种燃料电池的优点和不足.第二部分首先介绍了Nafion膜的结构模型,并对平行柱状纳米水通道模型在介观尺度上进行了修正;接着分别对应用于不同燃料电池的改性膜的改性思路作了分析;最后讨论了用于不同燃料电池的新型质子交换膜的研究,同时列举了性能突出的改性膜和新型质子交换膜.第三部分介绍了阴离子交换膜的研究现状.第四部分对未来聚合物电解质膜的研究作了展望.     

增塑剂对PVA碱性聚合物电解质电化学性能的影响

通过溶解―铸膜法制备聚乙烯醇(PVA)-KOH-H2O碱性聚合物电解质膜。向聚合物中添加增塑剂丙三醇(GROL)和碳酸丙烯酯(PC)来提高离子电导率。X射线晶体衍射分析(XRD)结果表明,添加增塑剂未改变聚合物的物相结构,薄膜仍主要为不定形态。差示扫描热分析(DSC)结果显示,添加增塑剂后聚合物电解质膜的玻璃化转变温度降低,促进了电解质膜向不定形态转变。电解质膜室温离子电导率随增塑剂添加而增大,增塑剂超过一定量后离子电导率开始下降。PC对提高离子电导率的作用优于GROL。循环伏安测试结果显示,电解质膜的电化学稳定性窗口随增塑剂的添加而有所变窄,但仍显示了较好的电化学稳定性。     

聚合物固体电解质研究进展

本文概述近十几年来聚合物固体电解质材料开发研究的状况,包括线型高分子、为改进性能而发展起来的枝型、梳型及交联型高分子,并对高分子与金属盐络合的离子聚合物结构和性能作了描述。阐述了高分子固体电解质的导电行为、导电模型及导电机理。对聚合物固体电解质的各种应用作了介绍并简要讨论了高分子固体电解质的发展趋向及前景。     

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.     

固体聚合物电解质燃料电池

总结了固体聚合物电解质燃料电池在国内外的近期研究进展，阐明了电池的工作原理和电极的制备，并强调了进一步研究的一些问题。     

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。     

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.     

Polymer electrolytes based on acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer

One of the approaches to improving the ionic conductivity and the mechanical strength of a solid polymer electrolyte is to use polymers in modified forms, such as polymer blends, copolymers and cross-linked polymers. In this study, a new polymer electrolyte based on the acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) copolymer has been prepared. The ionic conductivity, electrochemical stability and interfacial characteristics of the polymer electrolyte in contact with a lithium electrode have been investigated. The temperature dependence of the conductivity below 20 °C can be described by the Arrhenius equation, and above 20 °C by the VTF equation. Lithium passivation appeared to have taken place in the system. The conductivity and electrochemical characteristics of the system are somewhat similar to those of PAN-based polymer electrolytes. Received: 9 December 1998 / Accepted: 9 March 1999     

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.     

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。     

现场热引发聚丙烯酸酯类电解质的性能及应用

应用热引发现场聚合方法制备聚丙烯酸酯类电解质,并考察其电化学性能.实验表明:该聚合物电解质具有 4. 5V的电化学稳定窗口,较高的室温电导率及良好的低温性能.当前驱体电解液中液态电解质含量为 85%时,其室温电导率为 3. 2×10-3S·cm-1, -30℃下的电导率达到 5. 6×10-4 S·cm-1.采用现场聚合技术制备的聚合物电池,其电化学性能与液态锂离子电池基本一致,首次充放电效率为 92. 1%, 1. 0C率放电容量为 0. 2C率的 95%, -20℃下的放电容量为室温容量的 72%,以 0. 5C率循环 300周后,仍保持初始容量的 85%以上.     

Branched/Crosslinked Sulfonated Polyimide Membranes for Polymer Electrolyte Fuel Cells

Summary: Branched/crosslinked sulfonated polyimide membranes incorporating superior mechanical properties, high proton conductivity, and excellent fuel cell performance were successfully developed. The resulting polymer electrolytes displayed conductivity values of about 0.2 S · cm⁻¹ at 120 °C and 100% relative humidity. In a single H₂/O₂ fuel cell system at 90 °C, they exhibited reasonably high fuel cell performances comparable to that of Nafion 112.

The structure of the branched/crosslinked sulfonated polyimide membranes studied here.     

荷电高聚物纳滤膜

本文对荷电聚合物纳纳滤膜的制备、性能及应用进行了全面的介和评述，反映了近年来荷电聚合笺纳滤膜研究的最新进展和动向。     

原位交联杂化型聚合物电解质膜的形成机理、结构模型及其电化学性能

合成含有Ti(Ⅵ)杂化中心的交联(柠檬酸钛络合体-聚乙二醇)聚酯网络作为基体,水解生成的Nano-TiO₂粒子为填料,LiI/I₂为导电离子,通过原位聚合复合法制备了Nano-TiO₂/(柠檬酸钛络合体-聚乙二醇)/LiI/I₂交联杂化型聚合物电解质膜。采用局域密度近似(LDA)法、Raman光谱、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、透射电子显微镜(TEM)和能量散射X射线分析(EDXA)探讨了交联杂化聚合物基体的形成机理,并建立了其相应的结构模型。在此基础之上,研究了四异丙氧基钛(Ti(iOPr)₄)的含量对Nano-TiO₂/(柠檬酸钛络合体-聚乙二醇)/LiI/I₂电解质膜的结构及电化学性能的影响。研究表明:当Ti(iOPr)₄含量高于12 % (w)时,Nano-TiO₂粒子和Ti(Ⅵ)杂化中心的共同作用不仅有效提高了电解质膜的离子电导率(σ),而且显著改善了电解质膜与电极间的界面稳定性;Ti(iOPr)₄含量为48 % (w)时,电解质膜的室温离子电导率达到最大值9.72×10^-5 S·cm^-1,电解质膜的界面电阻于6d后趋于稳定。