含磺酸锂聚氨酯单离子导体制备及性能研究

发布时间：2021-11-22 17:01

　　目前,锂离子电池由于其具有较高的比能量及能量密度,在笔记本电脑和手机等便携式设备方面有较为广泛的应用。商业化的锂离子电池多选用可燃的有机液体电解质,存在着安全性差、适用温度范围窄及循环寿命低等典型缺陷。固态聚合物电解质具有安全性能好,形状灵活可变等优点,得到广泛关注。具有两相结构的聚氨酯类单离子导体可以同时具有优异的电导率及较好的机械强度,综合性能优异。因此,本论文设计制备了聚脲聚氨酯（PUA）及聚酯聚氨酯（PUE）两个系列的单离子导体,并对其结构和性能进行了测试分析。本论文以4,4’-亚甲基双（异氰酸苯酯）,二氨基苯磺酸锂,分子量为1000的聚乙二醇为反应原料,采用一步法,通过改变锂盐与聚乙二醇摩尔比,合成了一系列的聚脲聚氨酯型单离子导体PUA。为了进一步提高体系的电导率,以二羧基苯磺酸锂,不同分子量聚乙二醇（包括300g·mol-1、600g·mol-1、1000g·mol-1）,4,4’-亚甲基双（异氰酸苯酯）为原料,采用二步法,成功合成了一系列不同Li+/EO摩尔比的聚酯聚氨酯单离子导体PUE。并使用溶液浇铸法分别将制备的PUA、PUE反应产物成功制膜。对这两个系列的电解质进行... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Bouchet等制备的含磺酰亚胺结构的单离子导体[50]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文将一定量的单离子导体溶于 DMF 溶剂之中，搅拌 2h 以使聚合产物完全溶解后利用针头过滤器过滤溶液以除去其中杂质，浇注于定制的聚四氟乙烯模具之中将模具置于电热恒温干燥箱之中，控制烘箱温度，分别于 50oC 下干燥 3 天，60oC 下干燥 2 天，80oC 下干燥 2 天，后置于真空干燥箱中干燥 1 天，最终得到PUA 单离子导体膜。制得的电解质薄膜表面平整光滑、无微孔结构，且其厚度可控。3.3 PUA 的结构表征3.3.1 PUA 的核磁共振氢谱本章实验采用核磁共振法对一系列不同锂盐浓度的 PUA 单离子导体进行了结构的表征。其核磁共振氢谱如图 3-2 所示，并对 PUA 聚合物结构上氢及其与不同化学位移处各峰的对应关系进行了分析。

PUA的红外光谱图

【参考文献】：
期刊论文
[1]聚合物锂盐在锂离子电池电解质中的应用[J]. 梁波,唐思绮,刘燕平,欧阳陈志.  高分子材料科学与工程. 2014(03)
[2]锂离子电池聚合物电解质研究进展[J]. 金波,舒玉光,李义,梁继才,张万喜.  高分子材料科学与工程. 2011(07)
[3]聚合物电解质中增塑剂的研究进展[J]. 古宁宇,谢媛媛,杨震宇,张荣斌.  化学通报. 2009(12)
[4]红外光谱法研究聚氨酯脲氢键[J]. 刘丹,袁永朝,曹红宝.  化学推进剂与高分子材料. 2009(06)
[5]聚合物电解质性能表征的常用方法[J]. 高鹏,韩家军,李宁.  电池工业. 2008(06)
[6]聚氨酯的FTIR光谱与热分析研究[J]. 江治,袁开军,李疏芬,周允基.  光谱学与光谱分析. 2006(04)
[7]嵌段聚氨酯脲的氢键与形态研究——硬段含量的影响[J]. 修玉英,罗钟瑜,王得宁,应圣康.  华南理工大学学报(自然科学版). 1997(08)
[8]锂离子电池碳负极材料的研究进展[J]. 张升水,方世璧.  化学通报. 1994(10)

博士论文
[1]锂离子电池用PVDF-HFP基纳米复合聚合物电解质的研究[D]. 曹江.中南大学 2014

硕士论文
[1]新型聚合物电解质的制备及其电化学性能研究[D]. 郝敬磊.湘潭大学 2013



本文编号：3512109