聚氧化乙烯/锂盐非晶型聚合物电解质结构和分子运动的固体核磁共振研究

发布时间：2022-08-10 19:55

　　本文在聚氧化乙烯（PEO）结晶表面引入锂离子,构建了非晶型聚氧化乙烯/锂盐体系。通过固体核磁共振对电解质进行相结构分析和分子运动研究。结合其电化学性能,探究锂离子运动对电解质电导率的影响。1、通过溶液浸泡方式,在PEO结晶表面构建了富含链端单元、完全非晶的PEO/Li⁺络合结构。通过~7Li固体核磁共振探究体系内锂离子运动和分布,利用¹³C固体核磁共振分析非晶相链段与链端运动,最后通过~7Li二维交换实验得到锂离子交换运动所需的活化能。结合锂离子动力学行为和材料电化学性能,证明了锂离子在聚合物链段与链端之间的跳跃运动是这类材料导电的重要原因。2、在第一部分工作基础上,改变PEO链端的化学结构,研究了PEO链端基团化学性质对PEO晶片表面PEO/Li⁺络合结构的影响。通过合理设计熔融结晶过程,制备了完全非晶PEO/Li⁺络合物固体电解质。通过DSC发现这类材料的完全非晶态为暂稳态,会逐渐转变为稳定的含有PEO结晶相的复合物。通过~7Li,¹³C固体核磁共振探究材料暂稳态和稳定态的... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 固体核磁共振方法(Solid-State NMR)
        1.1.1 魔角旋转(Magic-Angel Spining,MAS)
        1.1.2 高功率去耦技术(HPDEC)
        1.1.3 交叉极化技术(CP)
    1.2 本文主要研究内容
第二章 聚氧化乙烯结晶表面的锂离子运动以及离子传输机制的固体核磁共振研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 样品制备
        2.2.2 粉末X射线衍射(XRD)测试
        2.2.3 差示扫描量热法(DSC)测试
        2.2.4 电化学阻抗谱(EIS)分析
        2.2.5 固体核磁共振测试(Solid-State NMR)
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 IM-PEO/Li~+结构表征
        2.3.2 锂离子与IM240-PEO/Li~+非晶相链段络合
        2.3.3 锂离子与IM240-PEO/Li~+非晶相链端络合
        2.3.4 IM240-PEO/Li~+内锂离子局部动力学行为
        2.3.5 IM240-PEO/Li~+的电化学性能研究
    2.4 本章小结
第三章 甲氧基聚氧化乙烯/锂盐复合材料内锂离子运动的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 样品制备
        3.2.2 粉末X射线衍射(XRD)测试
        3.2.3 差示扫描量热法(DSC)测试
        3.2.4 电化学阻抗谱(EIS)分析
        3.2.5 固体核磁共振实验参数
        3.2.6 固体核磁共振实验脉冲序列
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 甲氧基聚氧化乙烯/锂盐复合物结构表征
        3.3.2 完全非晶DMPEO/Li~+复合物制备与研究
        3.3.3 完全非晶DMPEO/Li~+的相结构转变与研究
    3.4 本章小结
第四章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
学位攻读期间取得的科研成果
后记



本文编号：3674263