锂单离子凝胶态聚合物电解质的合成以及其在锂金属电池中的应用

发布时间：2024-04-18 00:23

　　人类生活水平的提高使得对能源的需求也日渐升高。应用广泛的优点让锂离子电池的重要性不言而喻。但是,比容量低已越来越成为限制其发展的瓶颈。锂金属电池理论上可大幅提升比容量,但是锂枝晶生长可造成电池的不稳定与不安全性,因而,设计能抑制锂枝晶生长的电解质对优化锂金属电池具有重要的意义。本文为抑制锂金属电池的枝晶生长,通过原位交联法制备了锂单离子凝胶态聚合物电解质,并对不同交联度的聚合物电解质进行了物理性能和电化学性能分析,得出最优的交联比例,揭示了该凝胶电解质的作用机理。主要研究内容如下:1.合成了一系列带有强极性基团的锂单离子单体,包括对苯乙烯基三氟甲基磺酰亚胺锂(LiSTFSI)和乙烯基双苯磺酰亚胺锂(LiSSPSI),通过核磁共振氢谱以及红外光谱分别检测了这两种单体的结构。2.通过原位交联的方法,以AIBN作为引发剂,成功合成了侧链为STFSI-基团、含有不同比例的交联剂和单体的聚合物膜(Single Lithium Ion Membranes,SLIMs),并将SLIMs 浸泡在电解液(1.0 M LiTFSI,0.1 M LiNO3 in DME:DOL=1:1 vol%)中,待吸收...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１三种商业电池结构形式：（ａ＞圆柱形；（ｂ＞方形；（ｃ）扣式??

ｎｉｃ??公司在１９９９年首次研究出了锂离子聚合物电池，在如今也成为了大部分可携带电子设??备不可或缺的组成部分，渗入到了人们生活的方方面面。随着科技不断地进步、发展，??锂离子电池的性能要求也日渐提升，这也引起了诸多研宄者的研宄热情，成为新世纪能??源发展的研究热点。??１．２....

图１．３不同电解质的分类及优缺点??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃａｔｅｇｏｒｉｅｓ?ｏｆ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｅｌｅｃｔｒｏｌ?

ｃｔ?丨ｎｔｉ＇ｒｆａｃｃ??Ｓｏｌｉｄ?Ｈｉｎｈ?Ｆｌｅｘｉｈｉ！ｉｔ＞?Ｇｅｌ?Ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ??＇ｉｔｕｒｕｔｉｉｍ?Ｐｎｌｖｍｏｒ?Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ??Ｐ〇ｌ＞ｍｅｒ?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?Ｐｒｏｐｅｒｔｙ?Ｊ?ｆ?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ?....

图１．４含有极性基团的锂单离子单体??Ｆｉｇ．?１．４?Ｓｉｎｇｌｅ?ｌｉｔｈｉｕｍ?ｉｏｎ?ｍｏｎｏｍｅｒｓ?ｗｉｔｈ?ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ?ｇｒｏｕｐｓ??

第１２页?华东理工大学硕士学位论文??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）?（ｄ）?ＪＸ??６?６?６全??０＝Ｓ＝０?０＝Ｓ＝０?０＝Ｓ＝０?Ｎ－?Ｌｉ＋??Ｔ?Ｔ?Ｔ?ｉ??Ｎ＇?Ｌｉ＋?Ｎ＇?Ｌｉ＋?Ｎ＇?Ｌｉ＋?０＝Ｓ＝０??ＩＩＩ?｜??０＝Ｓ＝０?０＝ｓ＝〇?ｏ＝ｓ＝ｎｓｏ２ｃｆ３....

图２．１电池组装结构示意图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ?ｏｆ?ｂａｔｔｅｒｉｅｓ??

．．电池组装使用２０３２型纽扣电池，从电池正极壳开始，依次放入不锈钢集流体、锂??金属片、合成的凝胶态聚合物电解质、不锈钢集流体以及弹簧垫片，最后盖上负极壳，??组装好的电池立马用封口机进行封口，静置８?ｈ后进行电化学测试。如图２．１ｃ。??２．３．２．４磷酸铁锂全电池的组装??....

本文编号：3957139