锂离子电池凝胶聚合物电解质制备技术进展

综述了近几年锂离子电池凝胶聚合物电解质的制备技术进展,主要介绍了溶液浇铸法、倒相法和现场聚合等工艺的优缺点。现场聚合工艺流程简单、产品成本低,有极其广阔的发展前景。通过添加无机纳米粒子改善凝胶聚合物电解质的性能是目前的研究热点和发展趋势。     

导电聚合物离子凝胶制备与电化学驱动性能研究

基于导电聚合物的电化学驱动器具有低工作电压、制备简单、易操控及低成本的优势,在软体机器人领域具有广阔的应用前景。目前多采用添加具有高电化学活性材料的方法提高其驱动性能,但纯导电聚合物电化学驱动器的驱动应变仍小于1%。通过添加剂调控导电聚合物的微观结构,获得了一种具有高导电性(1500S/cm)、高拉伸率(47%)的导电聚合物离子凝胶,其最大驱动应变达到1.4%,优于已经报道的导电聚合物电化学驱动器。这一结果表明,导电聚合物电极的微观结构对于电化学驱动器驱动性能具有重要作用,为后续研究提供了有益的借鉴。     

丙烯酸酯类凝胶聚合物电解质研究进展

聚合物锂离子电池的发展对聚合物电解质提出了更高的要求,促使人们开发性能优良的凝胶聚合物电解质.综述了近年来凝胶聚合物电解质的发展状况,主要论述了凝胶聚合物电解质的结构与性能以及几种典型的凝胶聚合物电解质的制备.     

原位交联凝胶聚合物电解质的制备及性能

采用相转化法制备了聚偏氟乙烯(PVDF)和苯乙烯-氧化乙烯-苯乙烯三嵌段共聚物(PS-PEO-PS)的共混多孔前体膜,再利用芳香官能团的傅克反应将前体膜原位交联,交联膜吸收电解液后得到交联凝胶聚合物电解质(CPEs)。对交联膜的形貌、热稳定性以及CPEs的电化学性能进行了表征,探讨了嵌段共聚物中PEO的链段长度对CPEs综合性能的影响。结果表明,CPEs交联膜的孔隙率和热稳定性较纯PVDF膜有很大的提升,其中CPE-2交联膜的孔隙率最高为72.3%,300℃时仍能保持稳定的孔隙结构,且几乎没有尺寸收缩,测试用半电池室温下显示出高的离子电导率(2.09mS/cm)和良好的充放电性能。     

单离子导电聚合物电解质膜的制备及电化学性能研究

以对苯乙烯磺酸钠为原料,通过一系列反应合成了单离子导体聚(对苯乙烯磺酰)(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiPSTFSI),将其与PEO按不同EO/Li⁺共混,制备单离子导电聚合物电解质膜。研究表明,PEO/LiPSTFSI电解质膜在270℃下具有良好的热稳定性;在60℃时,EO/Li⁺=16的电解质膜的离子电导率达到1.94×10^-5 S/cm,且锂离子迁移数>0.85,接近于锂单离子导体;同时电解质膜表现出较好的电化学稳定性和界面性能。     

凝胶聚合物电解质用于锂离子电池的研究进展

电解质在电化学储能中起着至关重要的作用。在锂离子电池(LIB)中,液体电解质(LE)在几十年的发展中表现出了优异的性能,如高的离子电导率(10^-3S/cm)和与电极良好的接触。然而,LE中的安全问题以及由枝晶生长引起的性能退化严重阻碍了LIB的实际应用。因此,聚合物电解质(PE)有望取代LE。固体聚合物电解质(SPE)虽然有很好的安全性和机械性能,但其受温度限制,离子电导率较低,且与电极接触较差,电池循环性较差。凝胶聚合物电解质(GPE)结合两者的优点,被认为是现有有机液体电解质的有效替代品,它可以用来制造更安全的锂电池。对现有聚合物基体的交联、共聚和混合改性——能够提高电解质的电化学性能的方法进行了综述。同时也对GPE在LIB中的最新研究进展进行了综述,并介绍了新型生物基凝胶电解质基体。最后,展望了制造性能优异的基于GPEs的LIB电池面临的挑战和发展方向。     

锂离子电池用凝胶聚合物电解质研究进展

凝胶聚合物电解质既具有固态聚合物电解质良好的力学加工性能和安全性能,又具有传统液态电解质较高的室温离子电导率。但凝胶聚合物电解质由于室温离子电导率低、力学强度较差的缺点限制了其在锂离子电池上的应用。结合目前研究的最新进展,本文针对几种常用凝胶聚合物电解质体系聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚乙烯醇缩醛进行了综述,对其制备方法以及通过聚合物调控、加入无机填料和复合离子液体进行改性处理做了较全面的介绍,并探讨了凝胶聚合物电解质的应用前景。     

聚合物电解质离子电导率的影响因素

聚合物电解质具有质轻、粘弹性好、优良的安全性能和加工性能等许多无机电解质和有机溶剂电解质所不可比拟的优点，在微型移动电源领域有着广泛的应用前景。但由于室温电导率低，应用受到限制。综述了聚合物电解质的离子传导机制以及室温电导率的影响因素。     

聚离子液体型聚合物电解质的制备及表征

以N-乙烯基咪唑、溴乙酸甲酯和二（三氟甲基磺酰亚胺）锂（LiTFSI）为原料,采用溶液聚合法制备了聚（1-乙烯基-3-乙酸甲酯基咪唑二（三氟甲基磺酰亚胺））（PMVIm-TFSI）。将其与LiTFSI和聚（甲基丙烯酸甲酯-醋酸乙烯酯）（P（MMA-VAc））共混制得了不同质量比的聚合物电解质。核磁共振（1 HNMR）、红外光谱（FT-IR）、示差扫描量热计（DSC）、热重分析（TGA）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、交流阻抗（AC impedance）等对电解质的测试结果表明,PMVIm-TFSI掺杂到P（MMA-VAc）和LiTFSI组成的电解质中后其电导率得到了极大的改善,30℃下最高可达4.71×10-4S/cm,同时热稳定性也得到了极大的提高。此外,该共混电解质（透过率≥90%）还可以运用到电致变色器件（ECD）导电离子材料中,也显示出了优良的电化学性能。     

聚合物电解质的研究与进展

介绍了聚合物电解质的研究与进展，重点综述了纯固态聚合物电解质（DSPE）、凝胶聚合物电解质（GSPE）、多孔型聚合物电解质（PSPE）以及复合型聚合物电解质（CSPE），聚合物电解质的导电机理及其在锂离子二次电池中的应用。     

聚合物凝胶电解质在镍氢电池中的应用

研究了一系列交联聚丙烯酸与KOH形成的水凝胶电解质的电化学特性。研究表明,聚合物凝胶电解质具有和KOH水溶液十分接近的离子电导率和稳定的电化学窗口,而且用聚合物凝胶电解质制作的Ni／MH试验电池具有更好的充放电循环特性。扫描电镜研究也证明,使用聚合物凝胶电解质的电池正负极材料腐蚀较小,没有明显的粉化,因此在Ni／MH电池领域将有广阔的应用前景。     

聚合物结构对凝胶聚合物电解质热稳定性的影响

为探索聚合物结构对相应凝胶电解质稳定性，特别是中低温热稳定性的影响，本研究对于丙烯碳酸酯／高氯酸锂分别与PMMA、PMA、丁腈胶以及PVDF制备的凝胶电解质，进行了热失重和等温热失重的研究。结果表明，由PMMA和PMA形成的凝胶电解质的热稳定性都较好，优于丁腈胶为基材的体系。由PVDF形成的凝胶电解质由于不断晶化，导致对电解液的保持能力欠佳，用添加PMMA的方法改善了其热稳定性。     

离子液体与相关聚合物电解质研究进展

论述了近年关于离子液体的种类、合成方法及其特性的研究进展 ,应用离子液体或在单体中引入其结构可制得聚合物电解质 ,有些离子液体及相关聚合物电解质具有良好的电化学等性质 ,显示了广阔的应用前景。     

聚氧化乙烯-聚硅氧烷基离子液体复合聚合物电解质的研究

通过对不同聚硅氧烷(PDMS)含量的聚氧化乙烯-聚硅氧烷(PEO-PDMS)聚合物电解质电化学性能的测试,确定出PDMS最佳添加量,并以此聚合物配比为基体,通过复合不同质量分数的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([BMIM]TF-SI)或N-甲基、丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐(PP13TFSI),制备得到不同体系的离子液体复合聚合物电解质膜。离子液体的加入可显著提高聚合物电解质的室温电导率,样品PPP-100%室温电导率达到5.6×10-4S/cm。同时,样品均具有良好的热学和电化学稳定性。通过两种体系聚合物电解质性能对比得知,PP13TFSI离子液体复合聚合物电解质具有更优性能,有望作为新型电解质材料应用在锂离子电池中。     

功能化离子液体在锂二次离子电池中的应用

离子液体由于具有热稳定性好、电导率高、质材料在不同电池体系中的应用成为当前研究的热点。面的阐述,并对其应用前景进行了展望。电化学窗口宽、不挥发、不燃烧等特点,其作为新一代功能化电解本文对功能化的离子液体在电池体系中的最新研究进展作了较为全     

聚合物凝胶电解质叠层镍氢电池的研究

对使用聚合物凝胶电解质的双极叠层电池进行了充放电性能以及电化学性能测试,聚合物凝胶电解质适用于双极叠层MH/Ni电池,浓度为3%的NaPAA聚合物凝胶电解质电池表现出较好的性能.     

DOPO-KH560改性聚氧化乙烯聚合物固态电解质的制备及性能

利用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)改性3-缩水甘油氧基-丙基三甲氧基硅烷(KH560)合成了阻燃效果优异的硅/磷协效阻燃剂,并与聚氧化乙烯(PEO)、锂盐复合制备聚合物固态电解质,研究其对PEO基电解质的热稳定性和电化学性能的影响。通过对聚合物固态电解质的组成、热稳定性和电化学性能研究表明,当DOPO-KH560质量分数为10%,n(EO)∶n(Li~+)=8∶1时,DOPO-KH560/PEO/LiTFSI电解质的室温电导率高达1.8×10~(-4) S/cm,在4.9 V以下能够保持电化学稳定;以该电解质制备的LiFePO_4/Li半电池可以在80℃下稳定使用,在0.2 C电流密度、循环80次后可逆比容量为136.5 mA·h/g,具有优异的循环稳定性。     

PVA-PAA-KOH碱性聚合物电解质膜的制备及其性能

采用溶液浇铸法,向PVA溶液中加入不同中和度的AA,在引发剂、交联剂的作用下,经原位聚合得到PVA-PAA共混膜;接着采用碱液活化法,制备了PVA-PAA-KOH碱性聚合物电解质膜。通过扫描电镜、X射线衍射、红外光谱等测试手段研究了聚合物共混膜的形貌与结构,同时采用交流阻抗、循环伏安法表征聚合物电解质膜电化学性能。研究表明,成功制备了均相PVA-PAA共混膜,同时PAA的合成可以提高体系的含水量以及降低PVA的结晶度。电解质膜的离子电导率最大可达3.55×10-2S/cm,PVA-AA配比为7∶3的碱性聚合物电解质膜综合性能最优,电化学稳定窗口2V以上,能够满足镍氢电池的要求。     

聚离子液体复合PEO制备高性能全固态聚合物电解质

用化学共沉淀法固态聚合物电解质(SPE)因其独特的安全性能受到越来越多的关注。以聚环氧乙烷(PEO)为基体,通过引入聚离子液体(PIL),制备了一种新型SPE(PIL@PEO SPE)。通过将PIL穿插于PEO链段中,有效降低了PEO的结晶度,提高了SPE的离子电导率(6.63×10^-4 S/cm)。由其制备的固态电池在0.5C,60℃时,Li/LiFePO4电池首次放电容量高达147.6 mAh/g,经过长达300圈充放电循环,容量保留率仍然在90%以上。     

锂离子电池凝胶聚合物电解质制备工艺进展

凝胶聚合物电解质的应用广泛,在化学电源方面的应用主要集中应用于聚合物锂离子电池。本文介绍了锂离子电池用凝胶聚合物电解质的制备方法、各自的优缺点以及其在电池制备中的应用,重点介绍了UV固化技术在凝胶聚合物电解质制备中的应用,展望了聚合物锂离子电池UV聚合工艺的发展前景。