基于含磷聚合物的阻燃型固态锂离子导体

发布时间：2023-05-04 05:10

　　商业化的锂离子电池主要使用液体电解质,其中的有机溶剂在高温下易分解爆炸,影响锂离子电池的安全性能。此外,有机液体电解质限制了锂离子电池的电化学窗口。在长时间充放电使用过程中会出现锂枝晶现象,影响锂离子电池的性能。因此,可用于锂离子电池的固体电解质有望解决上述问题,因而受到了广泛关注。但是,现有的固体电解质与液体电解质相比,离子电导率较低,而且还存在机械性能差、可加工性较差等问题,制约了锂离子固体电解质的应用。本文通过缩聚反应合成了刚性骨架上含鏻离子的离子型聚合物,在其中掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI),实现了室温下的锂离子快速传导。通过材料组成和制备条件的优化,确定了电导率最优的离子型聚合物为四羟甲基鏻与4,4’-二氨基二苯砜缩聚生成的产物,并进一步研究了此种离子型聚合物的电化学性能和阻燃性能。本文研究成果如下:1.通过四羟甲基鏻盐与5种芳香二胺的缩聚,我们合成了 5种刚性骨架上含鏻离子的离子型聚合物。在所得离子型聚合物中掺入锂盐LiTFSI形成复合电解质。通过测试五种复合电解质的电导率,确定电导率最高的是聚(四羟甲基鏻-4,4’-二氨基二苯砜)三氟甲烷磺酰亚胺(TDS)掺杂锂...

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 无机固体电解质
        1.2.1 NASICON型无机固体电解质
        1.2.2 LISICON型无机固体电解质
        1.2.3 Garnet型无机固体电解质
        1.2.4 Perovskite型无机固体电解质
        1.2.5 其他类无机固体电解质
    1.3 有机固态电解质
        1.3.1 柔性聚合物电解质
        1.3.2 刚性聚合物电解质
    1.4 含磷阻燃剂的发展
    1.5 阻燃电解质的发展
    1.6 本论文选题背景和研究内容
第2章 离子型固体电解质的结构优化与表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 材料制备
        2.2.3 材料表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 固体电解质的结构优化
        2.3.2 TDS和(LiTFSI)₂-TDS的结构表征
    2.4 小结
第3章 离子型固体电解质的电化学性质和阻燃性质测试
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 复合电解质电化学器件的组装与性能测试
        3.2.2 复合电解质的阻燃性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 (LiTFSI)₂-TDS的电化学性能测试
        3.3.2 (LiTFSI)₂-TDS的燃烧性能测试
    3.4 小结
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果



本文编号：3808013