碳量子点/聚环氧乙烷固态电解质的制备

针对聚氧化乙烷(PEO)基固态电解质室温电导率较低的问题，通过在PEO中掺杂碳量子点(CQDs)作为填料，制备出不同CQDs含量的PEO基固态电解质，通过差示扫描量热分析技术、X射线衍射技术、扫描电子显微镜(SEM)技术等对其进行表征。结果表明：与PEO基固态电解质相比，掺杂CQDs的PEO基固态电解质的结晶度有明显的下降趋势；通过电化学阻抗测试(EIS)得出，PEO-LITFSI-5%CQDs固态电解质在室温下的离子电导率为2.01×10^-5 S/cm,与PEO-LiTFSI-0%CQDs室温下的离子电导率相比，有明显的提升。     

DDBA改性纤维对PEO聚合物电解质性能的影响

针对聚环氧乙烷(PEO)基聚合物电解质室温易结晶的问题，将4-4-二羟基-α,α’-二甲基卞联氮(DDBA)改性芳纶纤维(DF)掺杂在基体中，抑制PEO结晶，提高其离子电导率。通过交流阻抗、差式扫描量热等方法进行表征。结果表明：制备的聚合物电解质在少量DF掺杂时离子电导率有所改善，其中掺杂质量分数2.0%DF的电解质电化学性能最好，在25℃下电导率达到1.5×10^-5 S/cm，离子迁移数提高至0.30。     

快冷对PEO/LiClO_4固态电解质的晶型与导电性的影响

聚合物电解质的离子电导率是电解质的一个重要参数 ,与聚合物电解质中的非晶态的存在有很大的关系。在本文中 ,以X射线衍射 (XRD)、差热分析 (DTA)和交流阻抗 (Acimpedance)为研究手段 ,研究了快冷对聚合物电解质的晶型转变和对聚合物电解质室温离子电导率的影响。在快速冷却的条件下 ,质量比为1∶1的PEO/LiClO4聚合物电解质的室温离子电导率可达 1 6 1x 10 -7S/cm ,比慢冷处理的相同体系的室温离子电导率提高了 1个数量级。实验证明 ,快速冷却可破坏聚合物的结晶性 ,提高聚合物电解质的离子电导率。     

SiO_2掺杂（PEO）_8-LiClO_4固体电解质的性能研究

通过正硅酸乙酯水解得到的SiO2溶胶,掺杂于（PEO）8-LiClO4固体电解质体系中。得到厚度约为130μm性能良好的聚合物电解质薄膜,利用交流阻抗法测定聚合物电解质的电导率,通过红外光谱对聚合物电解质薄膜的基团状态进行分析研究。结果表明掺杂SiO2后（PEO）8-LiClO4固体电解质的室温电导率有很大提高,在SiO2质量分数为10%时最高,达到2.522×10-6S/cm;温度的升高有利于电导率的提升,电导率与温度关系遵循Arrhenius方程,在lgσ-1000/T曲线上以为PEO的熔点为转折点,体现为两条斜率不同的直线,在80℃时体系的离子电导率为6.852×10-6 S/cm。红外光谱、XRD分析表明,加入SiO2后PEO的结晶度降低,体系不定形相增加,有利于离子电导率的提高。对该电解质薄膜进行了透光率测定,表明各组分下该薄膜透光率基本保持在96%以上,确定了将其应用于电致变色器件的可能性。     

PEO在聚合物锂离子电池中的应用

聚氧化乙烯（PEO）可与锂盐形成具有离子导电性的络合物,但PEO的高结晶性使其与锂盐构成的固体电解质在室温下电导率很低,不能满足实际应用要求,因此需对PEO基固体电解质进行改性。简介PEO的特点和离子传导机理,重点介绍提高PEO基固体电解质室温导电性能目前所采取的措施,包括形成共聚物、生成交联聚合物、掺杂复合物盐、加入增塑剂、加入无机填料和制备侧链含PEO链段高聚物。     

增塑剂PC掺杂（PEO）_8-LiClO_4-SiO_2电解质体系的性能研究

以增塑剂碳酸丙烯酯（PC）作为掺杂物,混于（PEO）8-LiClO4-SiO2固体电解质体系中。得到厚度约为350μm性能良好的聚合物电解质薄膜,利用交流阻抗法测定聚合物电解质的电导率,通过XRD对聚合物电解质薄膜的物相结构进行分析研究。结果表明掺杂后（PEO）8-LiClO4-SiO2-PC固体电解质的室温电导率较（PEO）8-LiClO4-SiO2体系有了进一步提高,在PC质量分数为40%时最高,达到3.083×10-6 S.cm-1;电导率与温度关系遵循Arrhenius方程。温度的升高有利于电导率的提升,在80℃时体系的离子电导率为1.180×10-5 S.cm-1。XRD分析表明,加入PC后PEO的结晶度进一步减小,体系不定形相增加,有利于离子电导率的提高。     

PEO基聚合物复合电解质的制备及性能研究

将不同含量的单宁酸加入到聚环氧乙烷(PEO)和双三氟甲磺酰胺亚胺锂(LiTFSI)体系中,采用流延法来制备聚合物电解质膜.在氢键的作用下破坏PEO的结晶度来提高聚合物电解质的离子电导率.通过X射线衍射、差示扫描量热仪、热重分析仪、力学性能、表面形貌以及交流阻抗法等对聚合物电解质膜进行表征.结果表明,随着单宁酸(TA)含...     

锂电池用PEO基固态聚合物电解质研究进展及应用

介绍了锂电池用聚氧化乙烯(PEO)基固态聚合物电解质的研究进展,论述了国内外在PEO改性、锂盐改进和制备PEO-无机复合聚合物电解质等三方面在提高其电导率、电化学稳定窗口和离子迁移数等性能进行的研究,综述了PEO基聚合物电解质的应用情况.     

PEO基聚合物电解质的研究进展

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。聚环氧乙烷类(PEO)具有良好的热稳定性和电化学稳定性,是一种有发展潜力的聚合物电解质骨架组分。介绍了PEO基聚合物电解质的导电机理,并对其在国内外的研究动态进行了综述,主要介绍了几种提高电导率的方法和新型PEO基电解质体系。最后对PEO基聚合物电解质的研究进行了展望。     

蚕丝/聚氧化乙烯复合固态聚合物电解质

以天然蚕丝为骨架支撑材料,将聚氧化乙烯(PEO)和锂盐溶液浇铸在蚕丝上干燥成膜,制备得到蚕丝/PEO复合固态聚合物电解质(Silk-PEO-SPE)。通过FTIR、电子拉力机、同步热分析仪、电化学窗口测试、电导率测试对固态聚合物电解质进行了结构和性能表征,并以磷酸铁锂为正极,金属锂为负极组装全固态电池,测试了电池的充放电性能。结果表明,与传统PEO固态聚合物电解质相比,复合固态聚合物具有较好的机械强度(达到10 MPa)和优异的电化学窗口(达到4.6 V),以该电解质组装的全固态锂电池在60℃、1 C电流密度下放电比容量达到113 mA·h/g,循环100次容量保持率达到97%,显示出较优异的循环稳定性。     

Mn_3CoO_8复合纳米线改性PEO基全固态聚合物电解质

采用水热法和溶液浇铸法制备了复合纳米线-聚氧化乙(PEO)聚合物电解质。研究了不同纳米线的添加量对PEO基复合电解质表面形貌、离子电导率、电压窗口及循环稳定性的影响。研究表明,纳米线添加量在3%时性能最优,此复合固态电解质在60℃的离子电导率为9.1*10~(-5)S/cm,电压窗口达到4.7V,0.5C电流下循环100圈容量为143.7mAh/g,容量保持率达到96%。     

固体聚合物电解质

本文介绍了固体聚合物电解质在全固体电池方面的应用及其发展,叙述了新型固体聚合物电解质——亚甲氧基连接的聚氧化乙烯的研究工作。和聚氧化乙烯-盐电解质相比,亚甲氧基连接的聚氧化乙烯经氟甲基磺酸锂掺杂后的电导率在室温下提高3个数量级。     

安全固态锂电池室温聚合物基电解质的研究进展

目前,大多数聚合物固态电解质在室温下离子电导率较低,约为10^–8 ~10^-6 S /cm,且对温度存在着较大的依赖性,仍无法满足高性能室温固态锂电池的实际应用需要。基于此,本文先介绍了室温聚合物电解质在锂离子电池中应用的主要研究进展及其优缺点。然后,从物理调控、化学调控等多角度重点阐述了室温聚合物电解质（包括全固态聚合物电解质、准固态聚合物电解质）的制备工艺、优化与改性方法、作用机理等在电池中应用的主要研究进展和现状。最后,对锂离子电池用室温聚合物电解质存在的挑战和未来可能发展趋势进行了展望。     

一种双离子梳状聚合物电解质的合成与性能研究

以端基含有烯丙基侧链含有氯甲基的不饱和聚醚 (UPEO)与苯乙烯 (St)共聚 ,得到以聚烯烃为主链、PEO为侧链、侧链挂载氯甲基的梳状聚合物 (CPPC) ,CPPC与亚硫酸锂反应 ,合成了一种新型单离子梳状聚合物电解质 (CPPL)。研究发现该梳状聚合物电解质的玻璃化温度 (θg)取决于苯乙烯的配比和磺化反应效率。对比研究了CPPL和CPPL复合LiClO4而成的双离子梳状聚合物电解质(CPPL2 )的θg、热稳定性、电化学窗口和电导率。测定结果表明 :CPPL和CPPL2的室温电导率分别为1.3× 10 -4s/cm和 7.8× 10 -4s/cm。     

Li+电池固态聚合物电解质研究进展

固态聚合物电解质具有高安全性、高成膜性和黏弹性等优点,并与电极具有良好的接触性和相容性,是实现高安全性和高能量密度固态Li⁺电池的重要电解质体系。然而聚合物电解质室温离子电导率较低（10^-8~10^-6 S·cm^-1）,不能满足固态聚合物电池在常温运行的需求。因此,在提高离子电导率、机械强度和电化学稳定性等本征属性的基础上,同时探究改善电解质/电极的界面处及电极内部的离子输运是研发固态聚合物Li⁺电池面临的关键问题。主要从改性聚合物电解质用以提高Li⁺电池电化学性能的角度出发,综述了凝胶聚合物电解质、全固态聚合物电解质和复合固态电解质中的离子输运机制及其关键参数,总结了近年来聚合物电解质的最新研究进展和未来的发展方向。     

利用Ce_2S_3对70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质掺杂改性的研究

为了提高70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质的离子电导率和电化学性能,提出利用Ce_2S_3掺杂改性的方法。采用高能球磨和热处理相结合的方法制备了一系列组分为70Li_2S-(30-x)P_2S_5-xCe_2S_3 (x=0, 0.5, 1, 2, 3)的玻璃陶瓷态电解质。通过差示扫描量热法(DSC),X射线衍射(XRD),拉曼光谱,扫描电子显微镜(SEM)和电化学测试等表征手段,对掺杂不同比例Ce_2S_3的Li_2S-P_2S_5基固体电解质进行分析测试。研究结果表明:掺杂适量的Ce_2S_3不仅可以提高70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质的离子电导率,还可以降低其与正极材料的界面电阻。其中,掺杂1%Ce_2S_3得到的70Li_2S-29P_2S_5-1Ce_2S_3玻璃陶瓷态电解质表现出最高的室温离子电导率(1.52×10~(-3)S×cm~(-1)),明显高于70Li_2S-30P_2S_5玻璃陶瓷态电解质的室温离子电导率。对比LiCoO_2/70Li_2S-30P_2S_5/Li-In和LiCoO_2/70Li_2S-29P_2S_5-1Ce_2S_3/Li-In2种全固态锂电池,后者表现出更好的放电性能,在室温下0.1C时的初始放电比容量为105.3 mAh×g~(-1),循环50圈后的放电比容量为91.8 mAh×g~(-1),容量保持率为87.2%。     

LLZTO复合PVDF-HFP基高盐聚合物固态电解质的制备及性能研究

本研究以钽掺杂锂镧锆氧(LLZTO)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)及双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)等作为原料,使用刮涂法制得一种高盐聚合物固态电解质(LSE)。采用X射线衍射仪(XRD)、交流阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、恒压极化法等手段对高盐聚合物固态电解质进行表征和测试。研究发现,在室温条件下,LLZTO含量为20%(质量分数)的LSE_0.20离子电导率可达到4.5×10^-4 S/cm,锂离子迁移数为0.48,电化学窗口可达到4.65 V。组装为LiFePO₄/LSE_0.20/Li全固态电池后,在室温条件下以0.2C充放电,电池的首次放电比容量为156.85 mAh/g。在50次充放电循环后,该电解质的放电比容量仅下降约3%,高达152.34 mAh/g,容量保持率可达到97%。     

PVDF/PEO/PS交联复合型凝胶聚合物电解质薄膜的制备及性能测试

采用相反转法和聚苯乙烯原位交联制备了一系列聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氧化乙烯(PEO)和聚苯乙烯(PS)交联复合型凝胶聚合物电解质薄膜,测定了它们的孔隙率、吸液率、离子电导率等性能,并通过扫描电镜对其形貌进行了分析。结果表明,PVDF-30%(PEO/PS)薄膜中当PS含量达到PEO/PS总含量的25%时薄膜具有较高的孔隙率、吸液率和电导率,孔隙率达到67.4%,吸液率高达184.3%,离子电导率为4.4×10~(-3)S/cm。     

LLZO基夹层混合固态电解质的制备及性能研究

采用旋涂法在Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)基体上涂覆PVDF基聚合物膜，制备得到LLZO基夹层混合固态电解质，以改善LLZO与锂金属负极之间接触性差的问题。通过控制不同的旋涂转速，获得了表面光滑平整、无褶皱的聚合物膜；并从PVDF电解质溶液中双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)含量、夹层混合固态电解质放置时间及温度3个方面研究其对夹层混合固态电解质离子电导率的影响。结果表明：当m(PVDF)∶m(LiTFSI)=4∶1时，夹层混合固态电解质离子电导率为4.40×10^-5S/cm；室温下放置20 d后，离子电导率减小至1.70×10^-5S/cm，且离子电导率随温度的升高而增大，90℃时为7.07×10^-5S/cm。     

磷酸掺杂磺化聚(氟化亚芳基醚)-聚(环氧乙烷)共混膜的电化学性能研究

研究磷酸掺杂的磺化聚(氟化亚芳基醚)(SDF-F)和聚环氧乙烷(PEO)的共混膜的电化学性能。电化学阻抗谱分析EIS测量结果显示,其电导率与温度无关。根据不同质量比的混合膜在不同温度下的单电池性能测试结果,随着PEO含量越高,电池性能越稳定,SDF-F和PEO的质量比为6/4的混合膜的磷酸掺杂水平最低。由此可以推断,SDF-F/PEO混合膜的电池性能与磷酸水平的关系比与高温下的热稳定性关系更大。且在一定温度范围内,随着温度的升高,电极的性能会得到改善,其主要原因是由于温度升高会提高电极反应速率。然而,因为长时间稳定性测试结果表明其耐用性较低,故在高温PEMFC中的应用的共混膜还需进一步改性。