原位聚合法制备凝胶型离子液体/PMMA聚合物电解质

采用原位聚合法制备了含有N-甲基、丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺离子液体的凝胶型聚合物电解质．利用SEM和XPS测试了电解质膜与LiFePO₄电极的界面状态,充放电循环后,在电解质膜与LiFePO₄之间有一层薄膜,这层薄膜中含有N和S元素．结果表明,随着充放电的不断进行,凝胶型电解质中未聚合的甲基丙烯酸甲酯与电极表面的锂离子之间发生电子转移,形成SEI膜,至少要三个循环后才能形成稳定的SEI膜．随着SEI膜的增厚,放电容量增加,阻碍了电子转移,使系统更加的稳定．在不同     

锂离子电池相关材料的Raman光谱学研究

锂离子电池是目前综合性能最好的可充电池。本文总结我们实验室用Raman光谱学研究锂离子电池相关材料的一些结果 ,包括聚合物电解质的微结构和离子输运机制 ,低温热解碳负极材料的结构表征和锂离子在其中的嵌入 /脱出机理 ,元素替代引起正极材料LiMn2 O4的结构变化以及在充放电过程中电极 /电解质界面形成的钝化层的性质及其对电池性能的影响     

原位表征技术在全固态锂电池中的应用

近年来,可移动消费电子与电动汽车等产业发展迅速,迫切需要发展高能量密度与高安全稳定性的锂电池,以提高这些设备的长续航与长期稳定运行的能力.这使得全固态锂电池极具潜力,并获得迅速发展.然而,高性能全固态锂电池的发展需要对其充放电机制与性能衰减机理等有深入的认识,对电池内部及界面的微观结构、物相组成、化学成分及局域化学环境等动态演变规律有系统深入的理解.基于此,本文总结归纳了典型原位表征技术,包括原位显微技术(原位扫描电子显微镜(SEM),原位透射电子显微镜(TEM))、原位X射线技术(原位X射线衍射(XRD)、原位X射线光电子能谱(XPS)、原位近边结构X射线吸收光谱(XANES)、原位X射线层析成像等)、原位中子技术(原位中子衍射(ND)、原位中子深度剖析(NDP))以及原位波谱技术(原位拉曼光谱、原位核磁共振(NMR)与原位核磁共振成像(MRI))等的基本原理、功能、及其应用于研究固态锂电池中电极材料与界面在服役状态下、真实电化学过程中的动态过程与失效机制的代表性研究进展,并对未来先进原位表征技术在全固态锂电池研究中的应用进行了探讨和展望.     

离子液体凝胶聚合物电解质PP13TFSI-LiTFSI-P(VdF-HFP)的电化学性能 (cited: 1)

采用溶液浇铸法将N-甲基-N-丙基哌啶二(三氟甲基磺)亚胺(PP13TFSI)、二(三氟甲基磺)亚胺锂与偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VdF-HFP))混合制备离子液体凝胶聚合物电解质(ILGPEs). 通过扫描电子显微镜观察发现,这种离子液体凝胶聚合物电解质由于液体相的均匀分布而具有疏松的结构. 采用电化学阻抗、计时电流法、线性扫描伏安法测试了电解质的离子电导率、锂离子迁移数和电化学窗口. 室温下离子液体凝胶聚合物电解质的离子电导率和锂离子迁移数分别是0.79 mS/cm和0.71,电化学窗口为0～5.1 Vvs. Li⁺/Li. 电池性能测试表明,这种离子液体凝胶聚合物电解质在Li/LiFePO₄电池中是稳定的,放电容量在30、75和150mA/g倍率下分别为135、117和100 mAh/g,电池经100个循环后容量保持在100%而几乎没有衰减.     

用于全固态锂电池的有机-无机复合电解质

固态电解质被认为是解决传统液态锂金属电池安全隐患和循环性能的关键材料,但仍然存在离子电导率低,界面兼容性差等问题.设计兼顾力学性能、离子电导率和电化学窗口的有机-无机复合型固态电解质材料是发展全固态锂电池的明智选择.近年来,基于无机填料与聚合物电解质的有机-无机复合电解质备受关注.设计与优化复合电解质结构对提高复合电解质综合性能具有重要意义.本文详细梳理了有机-无机复合固态电解质在全固态锂电池中展现的多方面优势,从满足不同性能需求的复合电解质结构设计角度出发,综述了有机-无机复合电解质在锂离子传导、锂枝晶的抑制、界面稳定性和相容性等方面的研究进展,并对有机-无机复合电解质的未来发展趋势和方向进行了展望.     

新型多孔凝胶电解质的制备及其在准固态柔性基染料敏化太阳电池中的应用

制备了一种新型多孔聚丙烯酸/十六烷基三甲基溴化铵聚吡咯凝胶电解质,并将其应用于柔性基染料敏化太阳电池(DSSC)。通过扫描电镜表征、热重分析测试、电化学性能测试和柔性电池光电性能测试等手段,分析了凝胶电解质对柔性基DSSC的光电性能影响。研究结果表明:随着聚吡咯的引入,提高凝胶电解质导电性以及催化电解质中的I-/I3-离子电对等性能,最终在100mW/cm2[大气质量(AM)1.5]光照条件下,测得基于该准固态凝胶电解质的柔性基DSSC光电转换效率达1.28%。     

以LiCoO2为阴极的全固态薄膜锂电池的研究

采用射频磁控溅射技术制备了非晶态和不同取向的多晶LiCoO2薄膜,利用XRD和SEM研究了不同温度退火后LiCoO2薄膜的结构和形貌.以具有不同结构的LiCoO2薄膜为阴极、含氮磷酸锂薄膜为电解质以及金属锂薄膜为阳极,成功地制备了电化学性能不同的全固态薄膜锂电池.由电化学研究结果表明,LiCoO2薄膜的结构和多晶取向决定了薄膜电池的电化学性能.采用具有一定取向的多晶LiCoO2薄膜制备的全固态薄膜锂电池具有最佳的性能,稳定放电容量达到55.4μAh/cm2μm,充放电循环次数超过450次.     

无皂阳离子MMA/HEMA胶乳粒子的制备及表征

讨论了微波辐照下带正电荷的自由基引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐 (AIBA)引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸 2 羟乙酯 (HEMA)共聚 ,用透射电子显微镜、红外光谱仪、差热分析仪等对聚合产物进行表征 .结果表明 :两种单体发生了共聚反应 ,制得均分散、表面洁净的无皂阳离子胶乳粒子 ;粒子的粒径随着单体HEMA浓度的增加先减小后增加 .在微波辐照下共聚反应的速率非常快 ,几乎所有的反应在 2 0min之内就能完成 .随着单体HEMA浓度的增加 ,乳液抗电解质稳定性提高     

基于动态参数响应模型的动力锂离子电池循环容量衰减研究

结合锂离子电池容量衰减主要机制,建立了基于动态参数响应的电化学热耦合模型,研究磷酸铁锂电池循环寿命及电池内部的电化学行为.模型采用恒流恒压充放电制度对电池进行循环充放电仿真计算.结果显示:800次循环后,电池容量衰减率约为6.35%,电池内部固体电解质界面膜阻抗增大了15.6 m?·m~(-2).分别探讨了充放电倍率、负极活性物质颗粒粒径、负极固相体积分数对电池循环寿命的影响.研究表明:400次循环后,相较于1C(C表示充放电倍率)倍率下的容量衰减率3.31%,2C,3C,4C容量衰减率分别达到3.93%,4.69%和5.04%;负极活性颗粒粒径为2和10μm时对应容量衰减率分别为2.89%,3.87%,差值接近1%;固相体积分数在[0.5,0.6]区间内能保持最好的电池循环稳定性和寿命发挥.     

共轭聚合物作为有机光电池电子受体的特性研究

以聚3-已基噻吩(P3HT)和聚对苯亚乙烯衍生物(MDMO-PPV)作为电子给体,聚 (TQ1)作为电子受体,制备并研究了聚合物给体/聚合物受体有机光伏电池性能。当给体P3HT、受体TQ1共混质量比为1∶1时,器件性能最佳。热处理会改变薄膜形貌,导致激子扩散到达界面的距离增加和激子分离界面数量下降,进而引起器件性能下降。溶剂效应对器件性能影响不明显。研究了相似能带结构给体聚合物对MDMD-PPV光电池性能的影响,发现结晶程度较低的给体材料会进一步导致器件性能降低。