论文题目: 无机-有机聚合物电解质的制备与应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料物理与化学
作者: 邱玮丽
导师: 宗祥福
关键词: 固体聚合物电解质,无机有机聚合物电解质,聚合物锂电池,纳米复合聚合物电解质,有机改性聚硅氧烷,纳米,水性硅溶胶,正硅酸甲酯,聚乙二醇二丙烯酸酯,聚乙二醇二甲醚,半互穿网络,交流阻抗谱,紫外光固化
文献来源: 复旦大学
发表年度: 2005
论文摘要: 以聚合物电解质（SPE）代替液体电解质使得制备安全、质轻、高能及形状各异的聚合物锂电池成为可能。但是SPE还存在不少问题影响了它的商业应用,如纯固态SPE存在室温电导率较低、高温尺寸稳定性差等缺点:凝胶态和多孔型SPE存在力学性能较差、制备复杂、有漏夜隐患等缺点。 基于无机—有机聚合物具有无定形结构、尺寸稳定性好、利于离子传导等优点,本文设计并制备了两种新型的单体用于无机-有机SPE的制备,一种是有机改性聚硅氧烷大分子单体,它通过正硅酸甲酯的水解缩合反应及与丙烯酸羟乙酯的酯交换反应制备。分子尺寸和功能性端基的数目都可以通过反应进行很好的控制,结构式可表示为: SiOa（OH）b（OCH）c（OCH2CH2OCOCH=CH2）da、b、c、d的具体值通过二氧化硅分析、核磁共振氢谱（1H-NMR）、红外光谱（FTIR）及凝胶渗透色谱（GPC）分析进行表征。 另一种单体是含有纳米SiO2的聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）复合单体,它是以水性硅溶胶为原料,通过溶剂交换法制备。这是首次将水性硅溶胶用于SPE单体的制备。水性硅溶胶价廉易得,纳米SiO2粒子在其中均匀分散。溶剂交换过程中加入甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷（MAPTMS）,可同时实现纳米SiO2从水相到有机单体相的转移及表面改性,使SiO2成为表面带有反应性丙烯酸酯基团的无机粒子。 用这两种单体进行了全固态和凝胶态有机改性聚硅氧烷基杂化SPE和纳米复合SPE两类无机—有机SPE的制备。首先制备单体的做法使无机组分易于在SPE中均匀分散,尤其是纳米复合SPE的制备,消除了因纳米无机粒子蓬松、比表面积大而使无机粉末难于在聚合物电解质中均匀分散的缺点。无机组分表面带有可反应基团,因而在SPE中无机组分与有机组分以化学键相连,参与聚合物网络的构建。 制备了两种形式的全固态无机—有机SPE,一是半互穿网络型SPE,通过单体与PEO及LiClO4混合后热固化制备。室温电导率达到10-5S.cm-1,70℃达到10-3S.cm-1。另一种是增塑型固态无机—有机SPE,用低分子量的聚乙二醇二甲醚（PEGDME）作增塑剂加单体和LiClO4通过紫外光固化制备。增塑剂含量75wt.%左右时室温离子电导率接近10-3S.cm-1。两种全固态SPE的离子导电行为都符合
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 前言
1.1 聚合物电解质研究进展
1.1.1 从液态电解质到聚合物电解质
1.1.2 全固态聚合物电解质
1.1.3 凝胶态聚合物电解质
1.1.4 多孔型聚合物电解质
1.1.5 无机—有机聚合物电解质
1.1.6 聚合物电解质导电机理研究
1.1.7 聚合物电解质界面稳定性研究
1.1.8 聚合物电解质电化学性能表征
1.2 本学位论文的研究内容、目的和意义
第二章 实验
2.1 原料
2.2 有机改性聚硅氧烷单体的制备与表征
2.2.1 制备
2.2.2 表征
2.3 纳米复合单体的制备及表征
2.3.1 制备
2.3.2 表征
2.4 聚合物电解质的制备
2.4.1 全固态聚合物电解质的制备
2.4.2 凝胶态聚合物电解质的制备
2.5 聚合物电解质的性能表征
2.5.1 电化学性能表征
2.5.2 物理机械性能及形态表征
2.6 聚合物锂离子电池的制备与性能测试
2.6.1 正极片的制备
2.6.2 负极片的制备
2.6.3 聚合物锂离子电池的制备
2.6.4 聚合物锂离子电池的性能测试
第三章 无机—有机聚合物电解质单体的制备与表征
3.1 有机改性聚硅氧烷大分子单体
3.1.1 引言
3.1.2 有机改性聚硅氧烷的制备
3.1.3 有机改性聚硅氧烷单体的结构表征
3.2 纳米SiO_2复合单体
3.2.1 引言
3.2.2 制备与反应机理
3.2.3 表征
3.3 本章小结
第四章 全固态聚合物电解质的制备与表征
4.1 引言
4.2 全固态无机—有机聚合物电解质的制备
4.2.1 半互穿网络型无机—有机聚合物电解质的性能
4.2.2 增塑型全固态无机—有机聚合物电解质的性能
4.3 全固态无机—有机聚合物电解质的表征
4.3.1 DSC表征
4.3.2 FT-TR表征
4.3.3 离子电导率表征
4.4 半互穿网络型聚合物电解质
4.4.1 有机改性聚硅氧烷基聚合物电解质
4.4.2 纳米复合聚合物电解质
4.5 增塑型无机—有机聚合物电解质
4.5.1 增塑型有机改性聚硅氧烷烷基聚合物电解质
4.5.2 增塑型纳米复合聚合物电解质
4.6 无机—有机聚合物电解质导电性能讨论
4.7 本章小结
第五章 凝胶态有机改性聚硅氧烷烷基聚合物电解质
5.1 引言
5.2 凝胶态有机改性聚硅氧烷基聚合物电解质的制备
5.3 凝胶态有机改性聚硅氧烷基聚合物电解质的电化学性能
5.3.1 离子电导率
5.3.2 电化学稳定性
5.3.3 界面稳定性
5.4 本章小结
第六章 凝胶态纳米复合聚合物电解质
6.1 引言
6.2 凝胶态纳米复合聚合物电解质的制备
6.2.1 光固化法
6.2.2 热固化法
6.3 凝胶态纳米复合聚合物电解质的电化学性能
6.3.1 离子电导率
6.3.2 电化学稳定性
6.3.3 界面稳定性
6.4 聚合方式对纳米复合聚合物电解质性能的影响
6.4.1 离子电导率
6.4.2 电化学稳定性
6.4.3 界面稳定性
6.5 纳米粒子的引入方式和表面结构对纳米复合聚合物电解质性能的影响
6.5.1 物理机械性能分析
6.5.2 离子电导率
6.5.3 电化学稳定性
6.5.4 界面稳定性
6.6 本章小结
第七章 无机—有机聚合物电解质与锂电极的界面性质研究
7.1 引言
7.2 SEI膜化学组成、形成机理及构造
7.3 SEI膜的研究方法
7.4 无机—有机聚合物电解质的界面交流阻抗研究
7.5 本章小结
第八章 无机—有机聚合物电解质在聚合物锂离子电池中的应用
8.1 引言
8.2 原位热聚合法聚合物锂离子电池的制备
8.3 聚合物锂离子电池的性能表征
8.4 紫外光固化技术在聚合物锂离子电池制备中的应用
8.5 本章小结
第九章 全文总结
参考文献
附录
附录一：致谢
附录二：荣誉和奖励
附录三：科研成果
发布时间: 2005-09-19
参考文献
- [1].通过固体核磁共振研究环糊精—高分子/锂盐固体聚合物电解质的离子导电机制[D]. 付晓彬.华东师范大学2018
- [2].全固态锂电池用聚氨酯基固态聚合物电解质的制备与性能研究[D]. 鲍俊杰.中国科学技术大学2018
- [3].Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3作主相和填料相的PEO基聚合物电解质的研究[D]. 王严杰.浙江大学2005
- [4].锂离子电池中聚合物电解质多孔膜的制备及其结构与性能研究[D]. 操建华.浙江大学2005
- [5].新型锂离子二次电池用凝胶聚合物电解质的研究[D]. 李志明.上海交通大学2008
- [6].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]. 程琥.厦门大学2007
- [7].Si基聚合物电解质的研究及其在二次电池中的应用[D]. 唐征.浙江大学2008
- [8].锂离子电池用聚合物电解质的制备及性能研究[D]. 胡拥军.中南大学2007
- [9].锂离子电池聚合物电解质的合成及性能研究[D]. 王秋君.北京科技大学2015
- [10].PVDF基复合型聚合物电解质的研究及其应用[D]. 谢辉.天津大学2009
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