掺杂液晶离聚物的PEO基固态聚合物电解质导电性研究

发布时间：2019-11-03 03:46

【摘要】：进入21世纪以来,绿色清洁,高功率密度,体积小、重量轻的锂离子二次电池成为了科研人员研究的热点。相比于液态锂离子电池,聚合物锂离子电池具有高电压,高比能量和长循环寿命等特点。固态聚合物电解质可以减轻甚至消除电解质与电池材料之间发生的化学反应,避免液态电解质电池中的液体渗漏,便于制备各种形状的电池。从目前的研究与应用成果上看,固态聚合物电解质仍存在室温电导率较低、热稳定性与机械强度差等问题仍待解决。研究首先以PEO/PMMA (7:3)作为共混体系基体,制备聚合物膜,研究得到的最佳成膜工艺条件是：共混溶液在25℃下以700rmp转速磁力搅拌90min,50℃烘干2h。在此条件下制备PEO/PMMA/LiClO4/LCI-与PEO/PMMA/LiClO4/AMPS体系固态聚合物电解质。通过红外光谱、偏光显微镜及扫描电镜能谱探讨了液晶离聚物(LCI)与2-丙烯酰胺甲基丙磺酸(AMPS)对聚合物电解质微观结构的影响；通过交流阻抗与差示扫描量热研究了LCI与AMPS对聚合物电解质导电性与热性能的影响。结果表明,添加LCI与AMPS的红外谱图中皆出现了由磺酸基团所引起的吸收峰,同时非晶态的PEO三重醚氧键伸缩振动吸收峰变得平缓,说明了LCI、AMPS与基体发生了相互作用。PEO与PMMA的共混将PEO的结晶度由47.5%降低至22.3%,共混体系的熔融温度(Tm)从70.1(纯PEO)降低到55.7℃,LCI与AMPS的掺杂未能继续降低体系结晶度。LCI与AMPS通过增强PEO与PMMA相容性,以及分子中-SO32-的络合作用提升了聚合物电解质的电导率。当LCI与AMPS含量分别升高至1.0%与1.3%时,室温电导率达到最高的4.31E-8S/cm与1.97E-6S/cm,之后皆呈下降趋势。研究又以PEO与MMA为原料合成了PEO-MMA接枝共聚物,并结合共混体系研究成果,制备了PEO-MMA接枝共聚物电解质,通过红外光谱、偏光显微镜对不同合成条件的接枝共聚物的聚合效果进行表征；通过交流阻抗对共聚体系聚合物电解质的导电性进行了表征。结果表明,红外光谱图中未出现游离和缔合的羟基的吸收峰,原料中的PEO完全参与聚合反应。固定催化剂用量,聚合反应时间达到6h后,聚合物产率较高的41%,增加聚合时间,产率无明显提升。聚合反应的时间与催化剂用量对PEO-MMA接枝共聚物电解质电导率产生影响,当聚合时间为6h,催化剂用量为10%时,室温电导率达到最大的1.70E-6 S/cm。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O631.3

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 唐致远,王占良;聚丙烯腈基聚合物电解质[J];化学通报;2002年06期

2 袁云兰;郑冬芳;;全固态聚合物电解质的性能研究[J];浙江化工;2006年09期

3 程弈星;;固体聚合物电解质的研究现状及展望[J];科协论坛(下半月);2008年01期

4 谭斌;马先果;黄心蓝;杨克润;邓正华;;PEO-LiClO_4-Li_4Ti_5O_(12)复合聚合物电解质性能研究[J];电源技术;2013年01期

5 余晴春,黄海燕,吴益华;增塑剂对聚合物电解质性能的影响[J];功能材料;2001年02期

6 李汝雄,王建基;离子液体与相关聚合物电解质研究进展[J];化工新型材料;2002年09期

7 赵峰,钱新明,汪尔康,董绍俊;离子导电聚合物电解质的研究[J];化学进展;2002年05期

8 古宁宇,钱新明,赵峰,董绍俊;复合聚合物电解质的导电行为及电导率的测定[J];分析化学;2002年01期

9 王占良,唐致远;一种新型聚合物电解质的研制[J];高分子学报;2003年06期

10 王占良,唐致远;一种新型聚合物电解质中离子传递及界面性质研究[J];高校化学工程学报;2003年03期

相关会议论文 前10条

1 谭海军;王钢;潘春跃;;无机粒子掺杂含硫聚合物电解质的制备与性能[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第7分册）[C];2010年

2 范丽珍;赵淑金;南策文;;PEO-LiClO_4-SiO_2复合型聚合物电解质[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年

3 徐先华;潘春跃;冯庆;;PEO/LiClO_4/TiO_2复合聚合物电解质的制备及电化学性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集[C];2004年

4 陈作锋;姜艳霞;孙世刚;;分子筛复合微孔型聚合物电解质及其与负极相容性研究[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集（上集）[C];2005年

5 李志明;魏建功;单峰;郑震;王新灵;;多孔氟硅胶表面沉积纳米SiO_2粒子新型聚合物电解质[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2007年

6 徐先华;潘春跃;冯庆;;PEO/LiClO_4/TiO_2复合聚合物电解质的导电性能研究[A];第十二届中国固态离子学学术会议论文集稀土专辑[C];2004年

7 梁亮;王玮;吴惠康;房晶瑞;鲍玉胜;;聚合物电解质的研究与进展[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集（4）[C];2007年

8 金兰英;姜艳霞;廖宏刚;孙世刚;;离子液体增塑的聚合物电解质红外透射光谱研究[A];第十五届全国分子光谱学术报告会论文集[C];2008年

9 户献雷;容敏智;阮文红;章明秋;;本征型聚合物电解质的制备与表征[A];中国化学会第28届学术年会第18分会场摘要集[C];2012年

10 黄兴兰;杨克润;谭斌;马果;王公应;邓正华;;一种特殊球状结构的聚合物电解质薄膜的制备方法[A];第29届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2011年

相关重要报纸文章 前1条

1 ;成都聚合物锂离子电池隔膜项目通过鉴定[N];今日信息报;2004年

相关博士学位论文 前10条

1 金朝庆;锂硫电池用具有选择锂离子通过性聚合物电解质的研究[D];国防科学技术大学;2014年

2 胡敏;介观太阳能电池中聚合物电解质和钙钛矿材料改性研究[D];华中科技大学;2015年

3 凌志军;锂离子电池用磷酸酯型固体聚合物电解质研究[D];清华大学;2007年

4 王立仕;锂离子电池纳米复合聚合物电解质的制备及性能研究[D];北京化工大学;2009年

5 王占良;锂离子电池用聚合物电解质应用基础研究[D];天津大学;2003年

6 李雪莉;聚合物电解质隔膜及锂负极性能研究[D];复旦大学;2005年

7 高昆;微孔聚合物电解质的制备及其增强改性的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

8 杜洪彦;二次锂电池纳米复合聚合物电解质的制备、表征及其离子导电机理研究[D];厦门大学;2004年

9 张鹏;新型锂离子电池聚合物电解质制备及性能研究[D];复旦大学;2010年

10 程琥;锂二次电池聚合物电解质的制备、表征及其相关界面性质研究[D];厦门大学;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 金兰英;离子液体聚合物电解质的制备及其性能研究[D];厦门大学;2008年

2 徐晨;锂离子电池凝胶聚合物电解质的改性研究[D];四川师范大学;2015年

3 尚昕;多相结构纳米SiO_2类复合电解质的制备与应用[D];南昌大学;2015年

4 秦炳胜;聚合硼酸锂盐基电解质的制备、表征和高温性能研究[D];曲阜师范大学;2015年

5 肖时英;纤维素类聚合物电解质的制备及其在锂离子电池中的应用[D];复旦大学;2014年

6 张珍珍;PAN/PEO凝胶型聚合物电解质的制备研究[D];北京化工大学;2015年

7 刘骥驰;掺杂液晶离聚物的PEO基固态聚合物电解质导电性研究[D];沈阳工业大学;2016年

8 朱昌宝;离子液体复合聚合物电解质的制备和电化学性能研究[D];厦门大学;2008年

9 黄雪原;凝胶型离子液体/聚合物电解质的合成和性能研究[D];湖南师范大学;2009年

10 高安安;含硫固态聚合物电解质的合成、结构表征及导电性能研究[D];中南大学;2009年

，

本文编号：2554878