基于锂离子电池能源安全的磷腈聚合物电解质研究
发布时间：2023-06-04 00:21
聚合物电解质可成功避免液体电解质易泄露、燃烧等缺点,提高锂离子电池的能量密度和尺寸灵活性,而磷腈聚合物链段柔软,具有耐热阻燃性,当引入醚氧等可与Li+配位的取代基时,便具备了离子导电的能力,作为聚合物电解质材料,有良好的发展前景。本文主要通过设计合成不同种类官能团与烷氧基醚侧基混合取代聚磷腈,成功制备了磷腈聚合物电解质并探究了其成膜及导电性能,主要包括以下工作内容:1.成功合成聚二氯磷腈中间体,并通过IR,31P-NMR,GPC证明了其结构和分子量分布状态,为下一步工作提供了保障。2.设计并合成了一系列环氧基醚/烷氧基醚官能化聚磷腈(EP-Al)/PZ、苯氧基醚/烷氧基醚官能化聚磷腈(Ph-Al)/PZ,并通过IR,31P-NMR对其结构进行了表征,通过热性能分析可知其有低的玻璃化转变温度Tg,链段易迁移有利于离子的传输,其初始分解温度均在200℃左右,可达到电池正常的使用范围。3.设计并合成一系列腈基/烷氧基醚官能化聚磷腈(CN-Al)/PZ,对其导电机理进行了理论探究。4.通过溶液浇铸法成功制得(EP-Al)/PZ和(Ph-Al)/PZ磷腈聚合物电解质膜,采用紫外交联方式,可以提高...
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 聚合物电解质的研究概述
1.2.1 聚合物电解质的发展历史
1.2.2 聚合物电解质的分类
1.2.2.1 根据聚合物电解质的发展进行分类
1.2.2.2 根据聚合物电解质基体不同分类
1.2.3 聚合物电解质的导电机理
1.3 磷腈化合物应用于聚合物电解质的研究现状及发展前景
1.3.1 磷腈基聚合物电解质的研究进展
1.3.2 磷腈基聚合物电解质的交联
1.3.3 磷腈基聚合物电解质的研究现状
1.3.3.1 固体聚合物电解质的研究
1.3.3.2 凝胶聚合物电解质的研究
1.3.3.3 复合聚合物电解质的研究
1.3.3.4 单离子导体聚合物电解质的研究
1.4 选题意义及主要研究内容
1.4.1 课题研究的创新性
1.4.2 课题主要研究内容
第二章 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品及仪器
2.2.2 实验试剂预处理
2.2.3 PDCP的合成
2.2.4 (EP-Al)/PZ的合成
2.2.4.1 (EP-Al)/PZ的合成反应式
2.2.4.2 烷氧基醚亲核试剂的制备
2.2.4.3 (EP-Al)/PZ的制备
2.2.5 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备
2.2.5.1 锂盐的选择
2.2.5.2 磷腈聚合物电解质的紫外交联机理
2.2.5.3 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备流程
2.3 材料结构与性能表征
2.3.1 FTIR测试
2.3.2 NMR测试
2.3.3 GPC测试
2.3.4 TG/DTG测试
2.3.5 DSC测试
2.3.6 磷腈聚合物电解质膜厚度的测试
2.3.7 离子电导率测试
2.4 结果与讨论
2.4.1 PDCP的结构及性能表征
2.4.1.1 PDCP的IR表征
2.4.1.2 PDCP的31P-NMR表征
2.4.1.3 PDCP的GPC表征
2.4.2 (EP-Al)/PZ的结构及性能表征
2.4.2.1 (EP-Al)/PZ的IR表征
2.4.2.2 (EP-Al)/PZ的31P-NMR表征
2.4.2.3 (EP-Al)/PZ的GPC表征
2.4.2.4 (EP-Al)/PZ的TG/DTG表征
2.4.2.5 (EP-Al)/PZ的DSC表征
2.4.3 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的结构及性能表征
2.4.3.1 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的IR表征
2.4.3.2 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的离子电导率测试
2.4.4 本章小结
第三章 (Ph-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品及仪器
3.2.2 实验试剂预处理
3.2.3 PDCP的合成
3.2.4 (Ph-Al)/PZ的合成
3.2.4.1 (Ph-Al)/PZ的合成反应式
3.2.4.2 烷氧基醚亲核试剂的制备
3.2.4.3 苯氧基醚亲核试剂的制备
3.2.4.4 (Ph-Al)/PZ的制备
3.2.5 (Ph-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备
3.3 材料结构与性能表征
3.4 结果与讨论
3.4.1 (Ph-Al)/PZ的结构及性能表征
3.4.1.1 (Ph-Al)/PZ的IR表征
3.4.1.2 (Ph-Al)/PZ的31p-NMR表征
3.4.1.3 (Ph-Al)/PZ的GPC表征
3.4.1.4 (Ph-Al)/PZ的DSC表征
3.4.1.5 (Ph-Al)/PZ的TG/DTG表征
3.4.2 (Ph-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的的离子电导率测试
3.4.3 本章小结
第四章 (CN-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备及导电机理研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品及仪器
4.2.2 实验试剂预处理
4.2.3 PDCP的合成
4.2.4 (CN-Al)/PZ的合成
4.2.4.1 (CN-Al)/PZ的合成反应式
4.2.4.2 烷氧基醚亲核试剂的制备
4.2.4.3 (CN-Al)/PZ的制备
4.2.5 (CN-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备
4.3 (CN-Al)/PZ聚合物电解质导电机理探究
第五章 结论
参考文献
研究成果及发表论文
致谢
作者和导师简介
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
本文编号：3830322
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 聚合物电解质的研究概述
1.2.1 聚合物电解质的发展历史
1.2.2 聚合物电解质的分类
1.2.2.1 根据聚合物电解质的发展进行分类
1.2.2.2 根据聚合物电解质基体不同分类
1.2.3 聚合物电解质的导电机理
1.3 磷腈化合物应用于聚合物电解质的研究现状及发展前景
1.3.1 磷腈基聚合物电解质的研究进展
1.3.2 磷腈基聚合物电解质的交联
1.3.3 磷腈基聚合物电解质的研究现状
1.3.3.1 固体聚合物电解质的研究
1.3.3.2 凝胶聚合物电解质的研究
1.3.3.3 复合聚合物电解质的研究
1.3.3.4 单离子导体聚合物电解质的研究
1.4 选题意义及主要研究内容
1.4.1 课题研究的创新性
1.4.2 课题主要研究内容
第二章 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备及性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验药品及仪器
2.2.2 实验试剂预处理
2.2.3 PDCP的合成
2.2.4 (EP-Al)/PZ的合成
2.2.4.1 (EP-Al)/PZ的合成反应式
2.2.4.2 烷氧基醚亲核试剂的制备
2.2.4.3 (EP-Al)/PZ的制备
2.2.5 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备
2.2.5.1 锂盐的选择
2.2.5.2 磷腈聚合物电解质的紫外交联机理
2.2.5.3 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备流程
2.3 材料结构与性能表征
2.3.1 FTIR测试
2.3.2 NMR测试
2.3.3 GPC测试
2.3.4 TG/DTG测试
2.3.5 DSC测试
2.3.6 磷腈聚合物电解质膜厚度的测试
2.3.7 离子电导率测试
2.4 结果与讨论
2.4.1 PDCP的结构及性能表征
2.4.1.1 PDCP的IR表征
2.4.1.2 PDCP的31P-NMR表征
2.4.1.3 PDCP的GPC表征
2.4.2 (EP-Al)/PZ的结构及性能表征
2.4.2.1 (EP-Al)/PZ的IR表征
2.4.2.2 (EP-Al)/PZ的31P-NMR表征
2.4.2.3 (EP-Al)/PZ的GPC表征
2.4.2.4 (EP-Al)/PZ的TG/DTG表征
2.4.2.5 (EP-Al)/PZ的DSC表征
2.4.3 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的结构及性能表征
2.4.3.1 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的IR表征
2.4.3.2 (EP-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的离子电导率测试
2.4.4 本章小结
第三章 (Ph-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备及性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验药品及仪器
3.2.2 实验试剂预处理
3.2.3 PDCP的合成
3.2.4 (Ph-Al)/PZ的合成
3.2.4.1 (Ph-Al)/PZ的合成反应式
3.2.4.2 烷氧基醚亲核试剂的制备
3.2.4.3 苯氧基醚亲核试剂的制备
3.2.4.4 (Ph-Al)/PZ的制备
3.2.5 (Ph-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备
3.3 材料结构与性能表征
3.4 结果与讨论
3.4.1 (Ph-Al)/PZ的结构及性能表征
3.4.1.1 (Ph-Al)/PZ的IR表征
3.4.1.2 (Ph-Al)/PZ的31p-NMR表征
3.4.1.3 (Ph-Al)/PZ的GPC表征
3.4.1.4 (Ph-Al)/PZ的DSC表征
3.4.1.5 (Ph-Al)/PZ的TG/DTG表征
3.4.2 (Ph-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的的离子电导率测试
3.4.3 本章小结
第四章 (CN-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备及导电机理研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验药品及仪器
4.2.2 实验试剂预处理
4.2.3 PDCP的合成
4.2.4 (CN-Al)/PZ的合成
4.2.4.1 (CN-Al)/PZ的合成反应式
4.2.4.2 烷氧基醚亲核试剂的制备
4.2.4.3 (CN-Al)/PZ的制备
4.2.5 (CN-Al)/PZ磷腈聚合物电解质的制备
4.3 (CN-Al)/PZ聚合物电解质导电机理探究
第五章 结论
参考文献
研究成果及发表论文
致谢
作者和导师简介
硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
本文编号：3830322
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3830322.html
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