论文题目: 聚合物电解质的制备及应用研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 物理化学
作者: 朴金丹
导师: 艾新平
关键词: 聚合物锂离子电池,聚合物电解质,现场聚合,聚丙烯酸酯类电解质
文献来源: 武汉大学
发表年度: 2005
论文摘要: 聚合物锂离子电池不仅具有高比能量、长循环寿命和无污染等优点,而且与常规液态锂离子电池相比,具有更好的安全性和外形设计的灵活性。聚合物锂离子电池因此而成为近十年化学电源研究和开发的热点。尽管目前聚合物锂离子电池已开始规模生产,但仍存在一些尚需进一步解决的技术问题,主要有:（1）聚合物电解质的机械强度较差,不能满足实际应用要求;（2）电池制造过程涉及到增塑、制膜、热复合、抽提等非常烦琐的工序,工艺相当复杂。本论文针对聚合物锂离子电池现存的这些应用问题展开了研究,主要结果有: 1.采用多孔聚丙烯薄膜（celgard2300）为基体,将含有合适组成的聚合物溶液对其浸涂制备出了高强度的复合聚合物电解质膜,并研究了聚合物溶液粘度及各组份含量（聚合物、增塑剂、纳米添加剂）对膜结构和电化学性能的影响。研究表明,与普通塑料化聚合物电解质膜相比,复合电解质膜具有机械强度高、变形性小、电导率高(室温离子电导率可达4*10-3/cm)等特点,能满足聚合物锂离子电池的实际应用需要; 2.为了简化聚合物锂离子电池制备工艺,提出了热引发现场聚合制备聚合物锂离子电池的新技术。与现行聚合物电池制造工艺相比,现场聚合方法具有工艺简单、易控等特点,更加适合于聚合物锂离子电池的工业化生产; 3.采用现场聚合方法制备出聚丙烯酸酯类电解质,并对其结构和电化学性能进行了考察。结果表明:该聚合物电解质具有4.5V的电化学稳定窗口,较高的室温电导率及良好的低温性能,是一类具有良好应用前景的新型聚合物电解质体系。当前驱体溶液中电解液含量为85%时,其室温电导率为3.2×10-3S·cm-1,-20℃下的电导率达到5.6×10-4S·cm-1; 4.采用现场聚合技术制备了聚合物电池,并对其性能进行了考察。结果表明,聚合物电池的电化学性能与液态锂离子电池基本一致。其首次充放电效率为
论文目录:
摘要
英文摘要
第一章 绪论
1.引言
2.聚合物锂离子电池简介
2.1 聚合物锂离子电池的概念
2.2 聚合物锂离子电池工作原理和结构
2.2.1 聚合物锂离子电池工作原理
2.2.2 聚合物锂离子电池的结构
2.3 聚合物锂离子电池的特点
2.4 聚合物锂离子电池研究概况
2.5 聚合物锂离子电池存在的问题
3 聚合物电解质发展
3.1 聚合物电解质的概念
3.2 聚合物电解质的特点与要求
3.3 聚合物电解质的发展历史和研究概况
3.3.1 固态聚合物电解质
3.3.2 凝胶聚合物电解质
3.3.2.1 PAN系GPE
3.3.2.2 PMMA系GPE
3.3.2.3 PVDF系GPE
3.4 聚合物电解质研究趋势展望
3.4.1 单离子导体
3.4.2 聚合物电解质中离子传输机理的研究
3.4.3 界面性质的研究
4.聚合物锂离子电池技术发展现状及趋势
4.1 Bellcore方法
4.2 先制备微孔聚合物电解质膜，再组装电池
4.3 现场热聚合方法制备电池
5.论文工作的目的和意义
参考文献
第二章 增强型复合聚合物电解质膜的研究
1.引言
2.实验部分
2.1 所用试剂
2.2 复合聚合物电解质膜的制备
2.3 复合聚合物电解质膜性能表征
2.4 聚合物电解质电池装配
2.5 模拟电池的性能测试
3 结果与讨论
3.1 聚合物电解质隔膜的制备
3.1.1 粘度的影响
3.1.2 增塑剂的影响
3.1.3 SiO_2添加剂的影响
3.2 复合聚合物电解质膜的结构
3.3 膜的电化学窗口
3.4 复合聚合物膜的应用性能
4.本章小结
参考文献
第三章 现场交联型聚丙烯酸酯电解质及其应用研究
1 引言
2 实验部分
2.1 所用试剂及材料
2.2 现场交联型聚合物电解质的制备及性能表征
2.2.1 聚合物电解质的制备
2.2.2 聚合物电解质的性能表征
2.3 聚合物锂离子电池的制备及性能表征
2.3.1 聚合物锂离子电池的制备
2.3.2 聚合物锂离子电池的性能表征
3 实验结果与讨论
3.1 反应体系配比和聚合条件优化
3.1.1 单体与电解液的比例
3.1.2 引发剂含量
3.1.3 聚合反应温度
3.1.4 聚合反应时间
3.2 聚合物电解质的性能
3.2.1 微观结构
3.2.2 电化学窗口
3.2.3 电导率随温度的变化
3.2.4 热稳定性
3.3 聚合物锂离子电池的性能
3.3.1 电极／聚合物电解质的界面结构
3.3.2 电池的充放电性能
3.3.3 聚合物锂离子电池的低温特性
3.3.4 聚合物锂离子电池的循环性能
4.本章小结
参考文献
致谢
发布时间: 2006-03-27
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