液晶离聚物蒙脱土掺杂PMMA/PEO电解质膜的性能

为了解决聚环氧乙烷作为聚合物电解质基体在室温下电导率低的问题,采用由液晶离聚物插层蒙脱土(LCT)制成的层状硅酸盐纳米复合材料作为功能性掺杂剂,采用自动刮膜技术制备液晶离聚物蒙脱土掺杂PMMA/PEO聚合物电解质膜.结果表明:掺杂0.5%LCT的PMMA/PEO电解质中PEO结晶度最低为25.0%;掺杂1.5%LCT的PMMA/PEO电解质的初始分解温度由157.4℃提高到212.0℃;添加2.5%LCT的电解质膜表面最平整,几乎没有孔洞;添加0.5%LCT后电解质的电导率由1.12×10^-5S/cm提高到3.26×10^-5S/cm,提高了约2倍;添加1.5%LCT后电解质拉伸强度提高到6.43 MPa,添加0.5%LCT后电解质的断裂伸长率提高到883%. LCT的加入有利于PMMA/PEO聚合物电解质膜电性能、热性能和力学性能的提高.     

LCI-MMT/PEO聚合物电解质的结晶、电化学及力学性能

为了提高聚合物电解质电导率的同时兼具良好的力学性能,采用溶液共混方法在体系中加入了带有磺酸基团的主链液晶离聚物的插层蒙脱土复合材料(LCI-MMT)并制备了PEO基聚合物电解质.利用差示扫描量热仪、电化学工作站、偏光显微镜、电脑伺服材料控制实验机等对电解质的熔融和结晶性能、微观形貌、电化学和力学性能进行了分析.结果表明,当LCI-MMT的质量分数为1%时,PEO的结晶度由48. 8%降低至41. 3%,体系的最大室温电导率为3. 3×10~(-5)S/cm,同时当电解质的最大应变达到800%时仍未断裂,此时电解质的综合性能最佳.     

聚合物锂离子电池用凝胶电解质的研究进展

综述聚氧化乙烯(PEO)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚丙烯腈(PAN)等聚合物材料用作锂离子电池凝胶电解质的特性.PAN体系凝胶电解质的离子电导率一般在10-3S/cm数量级,其锂离子迁移数比PEO体系大,可达到0.5;与PAN基凝胶电解质相比,以PMMA为基的凝胶电解质与锂电极的界面稳定性和循环性能更好,但是机械强度较差;PVDF大分子链上含有很强的推电子基(-CF2),且介电常数较高(ε=8.4),有利于促进锂盐更充分的溶解,增加载流子浓度.提出添加无机纳米粒子的凝胶电解质是目前的研究热点,是凝胶电解质的发展趋势.     

PMMA系聚合物在锂离子电池凝胶电解质领域中的研究进展

综述了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作为锂离子电池凝胶电解质的特性及应用情况.PMMA基凝胶电解质与锂金属电极的界面稳定性好,室温离子电导率高达10-3 S/cm数量级,循环充放电性能好;但较差的机械强度限制了其应用,因此常采取共混、涂覆以及共聚等不同方式与其他高聚物、无机纳米粒子、聚烯烃膜乃至非织造膜等结合,制备出复合凝胶电解质使用.指出未来研究趋势是采用静电纺丝技术制备出分层复合聚合物电解质.     

改性无机微粒掺杂的固体聚合物电解质

为了提高锂离子电池固体聚合物电解质的电导率,用硫酸对纳米SiO₂和TiO₂进行表面改性,并加入到PEO基体中.采用溶液铸膜法制备出无机微粒 LiClO₄PEO全固态聚合物电解质（SPE）.运用数字显微镜、交流阻抗和拉伸测试对电解质膜的性能进行了表征,研究了无机微粒中w（酸）对电解质电导率的影响.结果表明,SiO₂微粒中w（酸）对电导率影响不大;TiO₂微粒中的w（酸）与电导率成正比.当w（酸）=8%时,电解质的室温电导率可达1.83×10^-6 S/cm.改性后的TiO₂ 微粒,可进一步提高固体聚合物电解质的电导率.     

磺酸基团对高吸水性聚合物耐盐性的影响

针对高吸水性聚合物(SAP)耐盐性较差的问题,采用水溶液聚合法以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体合成三元共聚的SAP,研究磺酸基团对聚合物耐盐性的影响.单体配比研究表明,引入AMPS前后,SAP在蒸馏水中30 min的吸液率分别为615 g/mL和695 g/mL; 在0.9%NaCl溶液中吸液率分别为50 g/mL和75 g/mL.研究出合成SAP的较佳条件AMPS∶AM∶AA的摩尔比为0.5∶4∶3; 反应温度为60 ℃; 引发剂的用量为0.125%; 交联剂的用量为0.02%.合成的SAP在蒸馏水中和0.9%NaCl溶液中达饱和时的吸液率分别为1 350 g/mL和125 g/mL.表明AMPS的引入有效地改善了高吸水性聚合物的耐盐性.     

后水解法制备AM/AA/AMPS共聚物

以丙烯酰胺(AM)单体为主要原料,引入辅助共聚单体2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS),采用胶束聚合技术和后加碱水解法,制备了AM/丙烯酸(AA)/AMPS耐温抗盐驱油聚合物。考察了水解剂、水解温度、水解时间、水解剂用量等因素在后水解过程中对聚合物相对分子质量的影响。实验证明最佳合成条件为:水解剂为质量分数8%的NaOH,水解温度85℃,水解时间3 h。     

水分散型阴离子聚丙烯酰胺的合成及其表征

在(NH4)2SO4水溶液中,以2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为单体原料,聚2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸钠(PSAMPS)为分散剂,采用水分散聚合技术合成了环境友好型水分散型阴离子聚丙烯酰胺P(AMPS/AM)。重点探讨了单体配比、反应温度和硫酸铵用量对水分散体系的影响,并利用透射电镜观察其颗粒形貌。结果表明,制备稳定水分散型P(AMPS/AM)的适宜条件分别是n(AMPS)∶n(AM)为15∶85,反应温度50℃,(NH4)2SO4质量分数20%~28%;透射电镜显示,沉淀聚合物为2.3~4.5μm的球形或椭球形颗粒。     

新型质子导电聚合物电解质的研制及性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为基质,掺杂P2O5保水剂,研制了一种新型质子P2O5/PVDF聚合物复合薄膜电解质.应用交流阻抗技术研究了P2O5/PVDF聚合物复合薄膜电解质的导电性.讨论了该聚合物复合薄膜电解质电导率随相对湿度、测量温度变化规律.应用红外光谱法研究了掺杂P2O5后电解质的结构变化.应用热分析仪研究了P2O5/PVDF聚合物复合薄膜电解质的热稳定性.结果表明,电解质膜在低于100 ℃具有稳定性,是一种在室温电导率较高的质子导电的室温聚合物电解质.     

Poly(AM／AMPS)反相乳液的Hofmann降解及其在脱除Cu2+方面的应用

通过Hofmann降解反应制备对铜离子(Cu²⁺ ) 具有高效吸附作用的两性聚合物-聚(丙烯酰胺／2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸／乙烯胺)(Poly(AM／AMPS／VAm))。首先以AM和AMPS为单体,通过反相乳液聚合法制备了Poly(AM／AMPS) 反相乳液,然后在反相乳液中通过Hofmann降解反应将Poly(AM／AMPS) 的部分酰胺基转变为氨基,得到两性聚合物Poly(AM／AMPS／VAm)。讨论了合成条件、降解反应条件对产物性能的影响。利用红外光谱对其结构进行表征,并利用电导法测定其胺化度。在模拟废水环境下,进行了重金属Cu²⁺的脱除试验,探讨了搅拌时间、温度、pH值、Cu²⁺ 摩尔浓度及两性聚合物Poly(AM／AMPS／VAm) 用量对Cu2+脱除率的影响。用SEM表征了产物表面吸附Cu²⁺前后的变化。结果表明该两性聚合物Poly(AM／AMPS／VAm) 是一种非常有效的Cu²⁺脱除剂。     

Preparation and properties of PEO/LiClO4/KH560-SiO2 composite polymer electrolyte by sol-gel composite-in-situ method

Composite polymer electrolytes based on polyethylene oxide（PEO） were prepared by using LiClO4 as doping salt and silane-modified SiO2 as filler. SiO2 was formed in-situ in （PEO）8LiClO4 matrix by the hydrolysis and condensation reaction of Si（OC4H9）4. The crystallinity,morphology and ionic conductivity of composite polymer electrolyte films were examined by differential scanning calorimetry,scanning electron microscopy,atom force microscopy and alternating current impedance spectroscopy,respectively. Compared with the crystallinity of the unmodified SiO2 as inert filler,that of composite polymer electrolytes is decreased. The results show that silane-modified SiO2 particles are uniformly dispersed in （PEO）8LiClO4 composite polymer electrolyte film and the addition of silane-modified SiO2 increases the ionic conductivity of the （PEO）8LiClO4 more noticeably. When the mass fraction of SiO2 is about 10%,the conductivity of （PEO）8LiClO4-modified SiO2 attains a maximum value of 4.8×10^-5 S·cm^-1.     

碳酸乙烯酯(EC)增塑聚合物电解质电导率研究

采用差示扫描量热法（DSC）和交流阻抗方法对EC增塑的（PEO）16－LiClO4聚电解质进行了研究，结果表明，（PEO）16LiClO4/EC体系的玻璃化转变温度（Tg)及PEO的结晶度（Xc)降低，电导率（δ）增加，且δ与温度（T）的关系符合Arrhenius行为，另外还提出了离子导电聚电解质／不锈钢（SS）这种结构的界面双层结构和交流阻抗谱图的模拟等效电路，所提出的模型等效电路能较好地模拟实验数据，具有一定的普适性。     

THE STRUCTURE AND ELECTRICAL PROPERTIES IN POLYMER-LAYERED SILICATE NANOCOMPOSITES

The polymer-layered silicate nanocom-posites(PLSN) are prepared by the polymer melt interca lation in layered silicate. By the analyses of XRD, DSC, IR, NMR and AC impedance measurements etc, the experimental results show that polymer (PEO) can intercalate into the silicate interlayer in melt state, which leads to the addition of the repeated distance of silicate. The polymer (PEO) structure in the interlayer is similar to that oj PEO melt. The polymer(PMMA) can sol utilize in melt PEC) and intercalate into silicate interlayer with PEO chains together. The modification of PMMA in PLSN further enhances the random arrangement of PEO chains, which are much inclined to random amorphous state. This random amor phous state is beneficial to the ionic migraton in the interlayer. The intercalation of polymer (PEO) and modifi-cation of PEO with PMMA can remarkably enhance the ionic conductivities at room temperature and decrease the apparent conducting activation energies in PLSN.     

CaCl2·6H2O/EG复合相变材料的制备与性能研究

为了改善六水氯化钙的蓄放热性能,以六水氯化钙为相变材料（PCM）、膨胀石墨（EG）为载体、六水氯化锶为成核剂,采用物理吸附法制备六水氯化钙/膨胀石墨复合相变材料,研究复合相变材料的热物理特性. 采用步冷曲线法,研究复合相变材料的过冷度、蓄/放热性能和热循环稳定性;采用扫描电镜、差示扫描量热法、热流计导热仪,对复合相变材料的显微形貌、相变潜热、相变温度、比热容和导热系数进行测定. 结果表明：在六水氯化钙中添加质量分数为10%的膨胀石墨和质量分数为2%的六水氯化锶,复合相变材料的相变潜热为151.6 J/g,导热系数提升至3.328 W/(m·K),过冷度保持在2 °C以内. 相变材料的导热系数及过冷度得到显著改善.     

钐和锌双掺杂La9.33（SiO4）6O2电解质的制备及其电导率

为提高磷灰石型电解质（LSO）的电导率,以氧化镧（La₂O₃）、氧化锌（ZnO）和氧化钐（Sm₂O₃）为主要原料通过尿素-硝酸盐燃烧法在600 ℃的温度下合成了掺杂钐和锌的La_9.33Sm_xSi₅ZnO_{（25+1.5x）}固体电解质粉末。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、变温介电测量系统对样品进行物质结构、表面形貌、电导率的表征。研究了不同温度和不同掺杂浓度下La_9.33Sm_xSi₅ZnO_{（25+1.5x）}的电导率。结果表明,Sm和Zn成功掺杂进入LSO的晶格中,样品具有典型的P6₃/m磷灰石结构且纯度高,LSO的形貌未改变。当Sm掺杂浓度为0.6,Zn掺杂浓度为1时,在温度为650 ℃下La_9.33Sm_xSi₅ZnO_{（25+1.5x）}的电导率达到1.50×10^-3 S/cm;确定了最佳烧结温度为1 400 ℃。La_9.33Sm_xSi₅ZnO_{（25+1.5x）}的电导率在同一温度下随着掺杂量的增加先提高后降低,掺杂样品的晶胞参数相比于未掺杂样品的晶胞参数增大,活化能随着掺杂量的增大先降低后升高。此外La_9.33Sm_xSi₅ZnO_{（25+1.5x）}的电导率在同一掺杂量下,随着温度的升高而提高。     

Effect of inorganic additives on physical and chemical properties of PEO-LiCIO_4 polymer electrolyte for lithium-ion batteries

Inorganic additives-added PEO-based solid composite polymer electrolyte(SCPE)was prepared u-sing solution casting method. The effects of LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2 on the physical and chemical properties of the elec-trolyte were investigated. The products were characterized by X-ray diffraction(XRD), Fourier transform infra-red spectrometer(FFIR)and differential scanning calorimetry(DSC). The electrochemical performances of SCPE were measured. Results show that properties of the SCPE are improved significantly by adding LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2 into PEO polymer electrolyte. Its conductivity reaches 5 × 10~(-4)S/cm(25℃)while retaining good mechanical and processing properties.     

Electrochemical behaviors of novel composite polymer electrolytes for lithium batteries

A novel composite polymer electrolyte was prepared by blending an appropriate amount of LiC104 and 10% (mass fraction) fumed SiO2 with the block copolymer of poly (ethylene oxide) (PEO) synthesized by poly (ethylene glycol) (PEG) 400 and CH2CI2.The ionic conductivity, electrochemical stability, interfacial characteristic and thermal behavior of the composite polymer electrolyte were studied by the measurements of AC impedance spectroscopy, linear sweep voltammetry and differential scanning calorimetry (DSC), respectively. The glass transition temperature acts as a function of salt concentration, which increases with the LiC104 content.Lewis acid-base model interaction mechanism was introduced to interpret the interactive relation between the filled fumed SiO2 and the lithium salt in the composite polymer electrolyte. Over the salt concentration range and the measured temperature, the maximum ionic conductivity of the composite polymer electrolyte (10^4.41 S/cm) appeared at EO/Li=25 (mole ratio) and 30~C, and the beginning oxidative degradation potential versus Li beyond 5 V.     

不同退火气氛下Bi2NiMnO6薄膜的铁电性能和漏电流研究

采用化学溶液法以LaNiO₃为底电极在Si(100)衬底上生长了Bi₂NiMnO₆薄膜,分别在N₂和O₂下对薄膜进行退火,退火温度均为600 ℃,研究不同退火气氛对薄膜结构与电性能的影响.用XRD测量分析了Bi₂NiMnO₆薄膜的结构,用铁电性能测量仪表征了样品的铁电性能和漏电流特性.结果表明,在N₂或O₂气氛下,Bi₂NiMnO₆薄膜均能成相,所有样品在室温下均表现出铁电性能,同时,这些样品都呈现出相当低的漏电流密度.此外,还讨论了Bi₂NiMnO₆薄膜的导电机制.     

聚乙烯醇/聚丙烯酸凝胶聚合物电解质的研究

以丙烯酸、聚乙烯醇、N,N-亚甲基双丙烯酰胺等为原料,采用水溶液聚合法制备聚乙烯醇/聚丙烯酸水凝胶聚合物基质,与6 mol/LKOH溶液制成吸液率约为173%凝胶聚合物电解质,产物在室温时电导率可达567.3 ms.cm-1。并且讨论了聚乙烯醇/聚丙烯酸凝胶聚合物电解质的导电机理及凝胶聚合物吸液率与电导率的关系。