锂离子电池用P(VDF-HFP)基凝胶聚合物电解质的进展

介绍了以聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]为基质的凝胶聚合物电解质(GPE)的制备方法和性质,如萃取法、相转化法及直接法等;讨论了该类电解质的主要问题,例如热力学稳定性和机械强度较差等,并提出了可能的解决措施,如共混、加入陶瓷粒子等.     

原位制备P(VDF-HFP)/SiO_2复合聚合物电解质及其性能研究

通过倒相法原位制备P(VDF-HFP)/SiO_2复合聚合物电解质膜,将其于1.0 mol/L LiPF_6/(EC+DMC+EMC)中浸泡30 min即得复合聚合物电解质。采用扫描电子显微镜法(SEM)、X射线衍射光谱法(XRD)、线性扫描法(LSV)和交流阻抗法(EIS)分别对复合电解质的形貌、结晶度和电化学性能进行表征。SEM结果表明SiO_2溶胶原位制备的P(VDF-HFP)/SiO_2复合膜的膜层表面微孔丰富且相互连通,XRD表明其结晶度较纯P(VDF-HFP)膜减小;LSV和EIS结果表明复合膜的电化学稳定窗口为5.0 V,室温离子电导率高达3.134×10~(-3) S/cm,且其界面阻抗较直接添加SiO_2粉末制备的复合膜的920Ω下降至850Ω。     

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。     

PAN基凝胶聚合物电解质MnO2电容器

采用沉淀法制备了MnO2超级电容器电极材料,以MnO2为正极材料,活性炭(AC)为负极材料,丙烯腈作聚合物单体,碳酸二甲酯(DMC)与碳酸乙烯酯(EC)的混合液作增塑剂,高氯酸锂支持电解质,采用内聚合法制备聚丙烯腈(PAN)基凝胶聚合物电解质MnO2/AC混合电容器.通过循环伏安、交流阻抗、恒流充放电等测试方法对混合电容器的电化学性能进行了测试.结果表明,随着丙烯腈含量的降低,凝胶聚合物电解质的电导率增大,电容器的比容量也随之增大,当丙烯腈的含量为10%时,室温电导率可达8.92 mS/cm,比容量为37.18 F/g.     

PAN基凝胶聚合物电解质超级电容器

采用内聚合法制备PAN基凝胶聚合物电解质超级电容器。采用交流阻抗、循环伏安、恒流充放电等测试方法对超级电容器的性能进行了测试。结果表明:凝胶聚合物电解质的电导率较高,其中10%丙烯腈 1 mol/L LiClO4/EMC EC(质量比1∶1)电解质的室温电导率达到9.34 mS/cm,且由其组成的电容器比电容达24.29 F/g(0.5 mA/cm2);10%丙烯腈 1 mol/L LiClO4/PC EC(质量比1∶1)电解质电容器比电容为20.57 F/g(0.5 mA/cm2),200次循环后比电容下降11.75%(2.0 mA/cm2)。     

原位聚合高电压凝胶聚合物电解质及其性能研究

以碳酸亚乙烯酯(VC)为聚合单体,采用丁二腈(SN)增塑剂提高聚合物电解质耐高电压性能,通过加入引发剂偶氮二异丁腈(AIBN),利用原位聚合方法制备了可耐受4.9 V高电压的凝胶聚合物电解质(GPE),并将其应用于高电压镍锰酸锂/锂电池。通过调控SN与VC的比例,研究了SN含量对电解质性能的影响。研究结果表明,耐高电压SN增塑剂的引入显著提高了电解质的电化学窗口,其中,含10%SN的GPE的室温离子电导率达3.54×10^-4 S/cm,电化学窗口0～4.9 V,同时,所合成的凝胶电解质对金属锂负极具有良好的稳定性,合成的聚合物电解质能够兼顾正、负极侧的稳定性,提高电池的循环性能,镍锰酸锂/GPE/锂电池在1 C下循环500次后,容量保持率为94.3%。本工作展示了丁二腈基耐高电压凝胶聚合物电解质在高电压锂离子电池中良好的应用前景。     

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.     

锂离子电池用P(PETMA)/P(VDF-HFP)基凝胶聚合物电解质

以季戊四醇和甲基丙烯酸为原料,制备具有多支链结构的不饱和羧酸酯,再与P(VDF-HFP)共混,经热聚合制备锂离子电池用凝胶聚合物电解质,用红外光谱、循环伏安、X射线衍射、交流阻抗等研究电解质的性质。结果表明,用该多支链羧酸酯制备聚合物电解质时,单体用量少,获得的凝胶粘性好,室温离子电导率为1.03 mS/cm,电化学稳定窗口达到5.2 V,以此制备的聚合物电池界面阻抗小,放电性能好。     

锂离子电池聚合物复合电解质研究介绍

本文介绍了固体粒子/聚合物复合电解质的研究情况，着重研究了固体粒子的加入对电解质性能的改善作用，并探讨了复合电解质的导电机理。     

原位复合SiO2对聚合物电解质导电性能的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,LiClO4为添加盐原位复合制得了PEO基聚合物电解质,并在原位复合的同时加入硅烷偶联剂KH560对生成的纳米SiO2表面改性,制得改性聚合物电解质.交流阻抗测试结果表明,原位复合SiO2的聚合物电解质,导电性能明显改善,而原位复合偶联剂改性SiO2的聚合物电解质,导电性能的改善更加明显.扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)测试结果从不同的方面解释了导电性能改善原因.     

共混法制备硅酸镁锂/PAAS/KOH/H2O凝胶电解质

以硅酸镁锂(M LS)、聚丙烯酸钠(PAAS)及KOH为原料,采用共混法制备了MLS/PAAS/KOH/H2O复合无机碱性凝胶电解质.采用交流阻抗、循环伏安和恒流充放电测试对样品进行研究.室温时,制备的凝胶电解质具有与6 mol/L KOH溶液同一数量级的电导率电化学稳定窗口约为1.6V;以m(MLS)∶m(PAAS)...     

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%。     

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。     

催化方式对(PEO)8LiClO4-SiO2结构与性能的影响

正硅酸乙酯(TEOS)在聚环氧乙烷/高氯酸锂(PEO/LiClO4)基体中催化水解原位生成(PEO)8LiClO4-SiO2复合物,对酸、碱两种不同催化方式进行了研究。用TEM、DSC、EIS等方法对不同催化方式下所制(PEO)8LiClO4-SiO2复合聚合物电解质样品的结构与性能进行了分析。结果表明,酸、碱不同催化方式对原位生成SiO2粒子的结构有较大影响,酸催化原位生成的SiO2粒子与聚合物基体的相容性比碱催化条件下的好,进而影响了聚合物电解质膜导电性能,当SiO2含量为10%(质量分数)时,电导率均达到最大值,并且酸催化的电导率大于碱催化的电导率,酸催化(PEO)8LiClO4-SiO2和碱催化(PEO)8LiClO4-SiO2在30℃时的电导率分别为2.2×10-5S/cm和1.1×10-5S/cm。     

电解液添加剂Na2SO4对阀控铅酸蓄电池的影响

由于阀控式密封铅酸(VRLA)蓄电池设计思想与传统铅酸蓄电池有所不同,因此通常都须要在其电解液中加入碱金属和碱土金属的硫酸盐作为添加剂,Na2SO4是其中最常用的一种。为了充分研究电解液添加剂Na2SO4对VRLA蓄电池性能的影响,通过对多组对比实验结果的分析和研究后认为:在VRLA蓄电池中加入Na2SO4添加剂会减少电池短路或微短路的机率,但同时会使电池的放电性能、存放性能及电池的浅充放循环寿命受到不良影响。因此在生产和科研中,要根据实际的生产状况、工艺条件、电池用途以及用户的使用情况等多方面因素慎重考虑是否要添加Na2SO4,以及添加浓度的大小。     

Synthesis of fullerene-modified P(St-MMA-AA) colloids and optical performance in colloidal crystals

Abstract

By constantly trying to change the amount of sodium dodecyl benzene sulfonate (SDBS), monodispersed P(St-MMA-AA) colloids with diameters about 240?nm was synthesized successfully using emulsion polymerization. The polymer latex particles having an amino group on the surface are grafted with fullerene acetic acid to obtain fullerene-modified P(St-MMA-AA) microspheres by an amidation reaction. The corresponding colloidal crystals were fabricated and investigated. In view of the high refractive index of fullerenes, the refractive index of the fullerene-modified P(St-MMA-AA) microspheres is improved.