原位复合法制备PAALi基与PEO基固态聚合物电解质

论文摘要

本文扼要介绍了聚合物电解质在聚合物锂电池中的应用研究现状，详细评述了固态聚合物电解质（SPE）的研究进展。我们注意到复合固态聚合物电解质（CSPE）因其在锂电池等领域良好的应用前景而成为SPE研究中的前沿和热点，以及制备方法和工艺条件对CSPE材料性能具有重要影响和采用常规方法制备的CSPE材料因为存在无机粒子在其中分散不均匀和粒子团聚等问题而导致性能缺陷的事实，据此提出了本文的研究方向：引入原位复合法这一新的制备技术，采用原位复合法制备CSPE材料，以CSPE材料的离子导电性能的影响规律为重点展开相关的应用基础研究。 将原位复合法应用于CSPE的制备属于原创性工作。本文采用的原位复合法包括两种制备技术，一种方法是利用Sol-gel法技术使前驱体通过水解反应在聚合物基体中原位生成无机物粒子；另一种方法是将单体与前驱体混和，单体聚合反应与前驱体水解反应同时进行，我们称之为原位聚合复合法。本文系统研究了原位复合法制备CSPE材料的性能及其影响因素，对无机粒子作用与CSPE导电性增强机制进行了研究和探讨。 （1） 选择目前研究较多的聚环氧乙烷（PEO）为聚合物基质，以钛酸丁酯和正硅酸乙酯（TEOS）为原料通过Sol-gel原位复合法在PEO中原位生成无机粒子TiO2和SiO2和用偶联剂KH560原位改性无机粒子SiO2制备了PEO／LiClO4／TiO2、PEO／LiClO4／SiO2和

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 聚合物电解质简介
• 1.2 锂电池用聚合物电解质
• 1.2.1 聚合物锂电池的特点
• 1.2.2 聚合物锂电池研究现状与存在的问题
• 1.2.3 锂电池用聚合物电解质性能要求
• 1.2.4 SPE在锂电池中的应用研究
• 1.3 固态聚合物电解质研究进展
• 1.3.1 SPE离子导电性的主要影响因素
• 1.3.2 聚合物基体的共聚改性
• 1.3.3 单离子导电SPE
• 1.3.4 SPE用锂盐
• 1.3.5 高盐固态聚合物电解质
• 1.3.6 复合固态聚合物电解质
• 1.4 本文研究思路和主要内容
• 参考文献
• 第二章 Sol-gel原位复合法制备PEO基固态聚合物电解质
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要仪器和试剂
• 2.2.2 制备实验
• 2.2.3 测试与表征
• 4／TiO₂样品的表征与导电性能'>2.3 原位复合法制备PEO／LiClO₄／TiO₂样品的表征与导电性能
• 4／TiO₂样品的表征'>2.3.1 原位复合法制备PEO／LiClO₄／TiO₂样品的表征
• 4／TiO₂复合电解质的导电性能'>2.3.2 PEO／LiClO₄／TiO₂复合电解质的导电性能
• 4／SiO₂与PEO／LiClO₄／KH650-SiO₂样品的表征与导电性能'>2.4 PEO∥LiClO₄／SiO₂与PEO／LiClO₄／KH650-SiO₂样品的表征与导电性能
• 4／SiO₂与PEO／LiClO₄／KH650-SiO₂样品的表征'>2.4.1 原位复合法制备PEO／LiClO₄／SiO₂与PEO／LiClO₄／KH650-SiO₂样品的表征
• 4／SiO₂与PEO／LiClO₄／KH650-SiO₂复合电解质的导电性能'>2.4.2 PEO／LiClO₄／SiO₂与PEO／LiClO₄／KH650-SiO₂复合电解质的导电性能
• 2.5 小结
• 参考文献
• 第三章 原位聚合复合法制备改性PAALi基固态聚合物电解质
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂与仪器
• 3.2.2 制备实验
• 3.2.3 测试与表征
• 3.3 AALi共聚物的合成与表征
• 3.3.1 AALi共聚物的合成
• 3.3.2 AALi共聚物的表征
• 3.4 低温共熔复盐的制备与表征
• 4-LiNO₃二元复盐相图'>3.4.1 LiClO₄-LiNO₃二元复盐相图
• 3.4.2 五元复盐和三元复盐的制备
• 3.4.3 低温共熔复盐的XRD与DTA分析
• 2复合电解质的表征与导电性'>3.5 P（AALi-AN-BA）／LiX／SiO₂复合电解质的表征与导电性
• 2复合物'>3.5.1 原位聚合复合法制备P（AALi-AN-BA）／SiO₂复合物
• 2复合电解质的表征'>3.5.2 P（AALi-AN-BA）／LiX／SiO₂复合电解质的表征
• 2复合电解质的导电性能'>3.6 P（AALi-AN-BA）／LiX／SiO₂复合电解质的导电性能
• 2含量对P（AALi-AN-BA）／SiO₂／LiX复合电解质电导率的影响'>3.6.1 SiO₂含量对P（AALi-AN-BA）／SiO₂／LiX复合电解质电导率的影响
• 2／LiX复合电解质电导率的影响'>3.6.2 复盐LiX含量对P（AALi-AN-BA）／SiO₂／LiX复合电解质电导率的影响
• 3.7 小结
• 参考文献
• 第四章 快冷对PEO基与PAALi基SPE结晶与导电性的影响
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.3 聚合物结晶特点与结晶度的测定
• 4.3.1 聚合物结晶特点
• 4.3.2 聚合物结晶度的测定
• 4聚合物电解质结晶的影响'>4.4 快冷对PEO／LiClO₄聚合物电解质结晶的影响
• 4.4.1 XRD分析
• 4.4.2 DTA分析
• 4聚合物电解质导电性的影响'>4.5 快冷对PEO／LiClO₄聚合物电解质导电性的影响
• 4体系导电性的影响'>4.5.1 冷却方式对PEO／LiClO₄体系导电性的影响
• 4体系电导率的弛豫行为'>4.5.2 PEO／LiClO₄体系电导率的弛豫行为
• 4体系电导率的温度依赖性'>4.5.3 PEO／LiClO₄体系电导率的温度依赖性
• 4.6 快冷对PAALi基聚合物电解质结晶与导电性的影响
• 4.6.1 DTA分析
• 4.6.2 XRD分析
• 4.6.3 快冷对PAALi／LiM体系导电性的影响
• 4.7 小结
• 参考文献
• 第五章 CSPE导电性增强机制与导电模型研究
• 5.1 引言
• 5.2 CSPE导电性增强机制
• 5.2.1 SPE导电理论
• 5.2.2 CSPE导电性增强机制分析
• 5.3 有效介质理论与渗滤理论在CSPE中的应用
• 5.4 EMT离子导电模型的改进
• 5.4.1 CSPE结构模型
• 5.4.2 CSPE界面层离子导电模型
• 5.4.3 EMT离子导电修正模型
• 5.5 EMT离子导电修正模型的计算与讨论
• FH的影响因素'>5.5.1 复合单元界面层电导率σ_FH的影响因素
• I与复合单元电导率σ_I对CSPE电导率σ的影响'>5.5.2 渗滤参数P_I与复合单元电导率σ_I对CSPE电导率σ的影响
• 5.5.3 无机填料含量对CSPE电导率的影响
• 5.6 小结
• 参考文献
• 第六章 结论
• 附录
• Ⅰ 交流阻抗法在SPE研究中的应用
• Ⅱ 攻读博士学位期间取得的科研成果
• 致谢