聚合物电解质P(VDF-HFP)/PVP的制备和性能研究

以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)与聚偏氟乙烯-六氟丙烯[P(VDF-HFP)]的混合物为基质,用相转移法制备了聚合物电解质P(VDF-HFP)/PVP。采用扫描电子显微镜、交流阻抗和线性扫描伏安方法对聚合物电解质进行了表征,并对组装的Li-CoO2/Li聚合物锂离子电池进行了性能检测。结果表明:这种聚合物电解质具有丰富的微孔,吸液率可达到530%,电化学稳定窗口为5.50 V,室温下的离子电导率为5.85×10-3S/cm;聚合物锂离子电池0.1C充放电时,首次放电容量为136mAh/g,放电平台约为3.88 V;30次循环后,放电容量仍保持在139 mAh/g。循环过程中,充放电效率为98.9%,1C放电容量为0.1C放电容量的94%。     

三层结构P(VDF-HFP)-BNNS复合材料的介电与导热性能

为了综合提升聚合物复合材料的介电、绝缘和导热性能,基于氮化硼纳米片(BNNS)改性聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(P(VDF-FHFP)),利用逐层溶液浇注法制备了三层结构的P(VDF-HFP)/P(VDF-HFP)-BNNS/P(VDF-HFP)复合材料,其中上、下层为P(VDF-HFP)薄膜,中间层分别为体积分数为0、1％、3％、5％氮化硼纳米片(BNNS)改性的P(VDF-HFP)-BNNS薄膜,并对复合材料的性能进行分析.结果表明:添加1％BNNS改性的三层聚合物复合材料介电性能较纯P(VDF-HFP)试样和添加1％BNNS改性的单层复合薄膜均有明显提升,在1000 Hz时其介电常数为8.52,介质损耗因数为0.022,并且具有更优异的电击穿性能和导热性能;其电气强度为452.6 MV/m,较纯P(VDF-HFP)试样和添加1％BNNS改性的单层复合薄膜分别提升了17.3％、24.9％;其热扩散率为0.04 mm2/s,较纯P(VDF-HFP)试样和添加1％BNNS改性的单层复合薄膜分别提升了25％、5.3％.     

增强静电纺P(VDF-HFP)锂离子电池隔膜的电化学性能

采用静电纺丝法制备了P(VDF-HFP)/PEG复合纳米纤维膜,并对其进行热压处理,PEG成分熔融在纤维间形成粘结点,制备了P(VDF-HFP)增强纳米纤维(PFP)膜。相对于静电纺P(VDF-HFP)(PF)膜,PFP膜断裂强度提高了约2.19倍。考察并分析了PFP膜的热收缩性、电化学性能和组装电池的首次充放电性能。结果表明:PFP膜150℃、1 h热处理收缩率为6.40%,其室温离子电导率为1.30×10-3S/cm,聚合物电解质分解电压为4.94 V,电池首次循环放电比容量为134.4 m Ah/g。     

改性P(VDF-HFP)基凝胶聚合物电解质研究进展

凝胶聚合物电解质是先进锂离子电池材料研究的重点之一,对其未来的发展起到至关重要的作用.总结了国内外近年来聚合物锂离子电池改性P(VDF-HFP);凝胶聚合物电解质的研究成果;重点介绍了共混凝胶聚合物电解质和纳米复合凝胶聚合物电解质的制备方法及其离子导电性;并对P(VDF-HFP)基凝胶聚合物电解质在锂离子电池中的应用做出了展望.     

凝胶型离子液体/聚合物电解质的电化学性能

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]为基体,将3-乙基-1-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐(EMIBF4)和3-丁基-1-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐(BMIPF6)等室温离子液体作为离子源和增塑剂,制备了EMIBF4/P(VDF-HFP)和BMIPF6/P(VDF-HFP)凝胶型离子液体/聚合物电解质;通过核磁共振(1HNMR)谱和热失重方法(TG)分别对其结构和热稳定性进行了表征和热失重分析。由电化学性能测试考察了两类离子液体/P(VDF-HFP)聚合物电解质的分解电压、室温离子电导率及离子液体/P(VDF-HFP)的质量配比、温度等对电导率的影响。结果表明:所制备的离子液体/聚合物电解质在305℃时仍具有较好的热稳定性,其室温离子电导率均达10-3S/cm数量级以上,其中EMIBF4与P(VDF-HFP)的质量比为2∶1时室温电导率可达3.67mS/cm。     

离子液体/聚合物电解质在双电层电容器中的应用

以P(VDF-HFP)为基体,与离子液体1-乙基-3-甲基咪唑钅翁四氟硼酸盐(EMIBF4)和1-丁基-3-甲基咪唑钅翁六氟磷酸盐(BMIPF6)制备出离子液体/聚合物电解质凝胶膜,并组装了活性炭电极双电层电容器(EDLC)。基于EMIBF4/P(VDF-HFP)和BMIPF6/P(VDF-HFP)聚合物电解质(质量比2∶1)的双电层电容器,比电容分别为38.5 F/g和20.9 F/g。基于EMIBF4/P(VDF-HFP)的双电层电容器显示了优良的电化学性能。     

锂离子电池离子液体-聚合物电解质研究进展

离子液体具有电导率高、电化学稳定窗口宽的优点,可应用于锂离子电池电解质中.离子液体同时具有无可燃性的特点,电池的安全性也可以得到提高.综述了以聚氧乙烯(PEO)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯[P(VDF-HFP)]为基体的离子液体-聚合物电解质膜的制备方法和电化学性能,并对锂离子电池的离子液体-聚合物电解质的应用前景进行了展望.     

超级电容器用聚合物电解质的研究进展

针对聚合物电解质组成、结构和性能的差异,综述了近年来基于聚氧化乙烯(PEO)、聚偏氟乙烯(VDF)-六氟丙烯(HFP)[P(VDF-HFP)]、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯腈(PAN)和聚吡略(PPy)用于超级电容器聚合物电解质的研究进展.     

溶剂选择对P(MMA-Vac)聚合物电解质性能的影响

利用乳液聚合法合成了新型聚甲基丙烯酸甲酯-醋酸乙烯酯P(MMA-Vac),以此共聚物制备了聚烯烃多孔膜支撑的凝胶聚合物电解质膜,用扫描电镜(SEM)、差热分析仪(DTA)、交流阻抗(AC)、电池充放电实验等方法比较了该共聚物在丙酮和N-N二甲基甲酰胺(DMF)中溶解成膜后的行为。结果表明:以DMF为溶剂制得到的聚合物膜具有较高的吸液率,制得的聚合物电解质有良好的离子传输性能和电池性能,比丙酮用作溶剂的效果更好。     

相转化法制备P(MMA-AN-ST)凝胶聚合物电解质

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯腈(AN)和苯乙烯(ST)的三元共聚物为基质,采用相转化法制备P(MMA-AN-ST)凝胶聚合物电解质(GPE)。通过TG和SEM等方法,对聚合物薄膜的稳定性和形貌进行分析,结果表明:薄膜具有良好的热稳定性和丰富的孔隙结构;用线性扫描伏安(LSV)和交流阻抗(EIS)测得:在25℃时P(MMA-AN-ST)的离子电导率为2.63 mS/cm,电化学稳定窗口为5.0 V,制备的模拟电池的循环性能稳定,第30次循环的比容量保持在最高值的95%以上。     

PVDF凝胶聚合物电解质的研究进展

介绍了PVDF凝胶型聚合物电解质的制备方法,对PVDF凝胶聚合物电解质在国内外的研究动态进行了综述,主要介绍了PVDF-HFP体系和PVDF/PMMA体系,简单介绍了PVDF的其他体系。通过综述国内外的成果可知,PVDF凝胶聚合物电解质是目前应用于聚合物锂离子电池较为理想的电解质。最后对凝胶聚合物电解质的研究进行了展望。     

PVDF-HFP/TiO2多孔杂化电解质膜的研究

将溶胶-凝胶法与相转化法结合,以偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、钛酸四丁酯为主要原料,制备了PVDF-HFP/TiO2多孔杂化膜,经电解液活化后得到PVDF-HFP/TiO2多孔杂化电解质膜。采用扫描电子显微镜法(SEM)、透射电子显微镜法(TEM)、交流阻抗法等手段对多孔杂化电解质膜的结构和性能进行了测试分析。研究结果表明,与PVDF-HFP多孔电解质膜相比,PVDF-HFP/TiO2多孔杂化电解质膜在微孔结构、离子电导率等方面都有明显的改善;同时,随着TiO2含量的增加,也增大了多孔杂化膜的孔隙率和电导率。     

锂离子电池用聚合物凝胶电解质研究进展

综述了用于锂离子电池的聚合物凝胶电解质的优点及相关领域的研究进展;重点概述了基于聚丙烯腈(PAN)、聚环氧乙烷(PEO)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚偏氟乙烯(PVDF)四类聚合物凝胶电解质的研究现状。指出要加快凝胶电解质研究进度,以适应锂离子电池产业发展需要。     

用于低温燃料电池的聚合物电解质膜

聚合物电解质膜是低温燃料电池的核心部分,介绍了以商品NaflonTM膜为例的全氟化磺酸膜、有机/无机复合膜和低成本聚合物膜的情况。包括:降低甲醇穿过的改性NaflonTM膜,有机硅烷或ZrO2/Zr(HPO4)2改性的磺化聚醚酮复合膜,苯基膦酸官能化的聚芳香基磷腈膜和2类新的燃料电池用的材料:辛烷桥联的聚倍半氧硅烷杂化物膜和聚(2,3-二氮杂萘基)磺化膜。介绍了一个膜结构为水摄取量函数的物理模型,由此解释了施罗特疑题,水可以渗透和膨胀膜中簇之间的通道,而水蒸气不能在其中凝结和膨胀它们。     

凝胶聚合物PVDF-HFP电解质膜的性能研究

锂离子电池由于形状多样化、灵活性及轻便等优点而用于商业化生产,满足微型电子工业的需要,而偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物PVDF-HFP由于较高的电导率,较好的机械强度和热稳定性,优良的界面特性和电化学性能而被认为是最受欢迎的一种聚合物电解质。主要综述了PVDF-HFP固体电解质的组成、制备方法和进展,讨论了PVDF-HFP电解质的改性措施:填料改性、增塑剂改性、共聚共混改性及聚合物改性。对今后的发展方向作了简单展望。     

PREPARATION OF PVDF ISLAND THIN FILMS BASED ON A PHASE SEPARATION METHOD

ABSTRACT

By mixture of amount of poly (vinylidene fluoride) (PVDF) and poly-vinylpyrrolidone (PVP) into N, N-dimethyl formamide (DMF), we present a novel technique of preparing PVDF island thin films on Pt/Ti/SiO₂/Si substrates during spin-coating process based on the process of phase separation. After treated at vacuum condition, the samples were immerged in the ethanol solvent to dissolve PVP, which leads the formation of PVDF island thin films. The X-ray diffractometer, Fourier transform infrared spectroscopy and atomic force microscope were employed to determine the PVDF island thin films. In addition, the formative mechanism of polymer resin with island structure was also investigated.     

改性凝胶聚合物电解质的研究进展

综述了近年来聚合物锂离子电池改性凝胶聚合物电解质的研究进展;重点介绍了纳米复合凝胶聚合物电解质和多孔凝胶聚合物电解质的制备方法及其离子导电性;展望了凝胶聚合物电解质在锂离子电池中的应用.     

锂离子电池用聚丙烯腈基凝胶聚合物电解质研究进展

凝胶聚合物电解质是解决商业化锂离子电池安全性问题的一条有效途径。聚合物聚丙烯腈（PAN）耐热性高且电化学稳定性好,是一种有发展潜力的凝胶聚合物电解质骨架组分。本文首先指出了PAN为基体的凝胶聚合物电解质主要存在的问题;接着综述了几种当前存在的基于PAN基的凝胶聚合物改性的制备方法,包括聚合物基质改性法、无机纳米粒子复合改性法、离子液体改性法和制膜工艺改性法等,并对PAN基凝胶聚合物电解质的可持续性发展进行了展望。