P(MMA-MAh)凝胶聚合物电解质的制备及其性能

以自制的甲基丙烯酸甲酯与马来酸酐的共聚物(P(MMA-MAh))为基体,丙烯碳酸酯(PC)为增塑剂,LiClO4为锂盐,制备成凝胶聚合物电解质(GPE);采用交流阻抗法、差示扫描量热法(DSC)、热失重分析(TGA)对此GPE的电性能及热性能作了研究,并且研究了不同配比及温度对其离子电导率的影响.结果表明,以P(MMA-MAh)为基体的GPE与PMMA基GPE相比,共聚型P(MMA-MAh)的凝胶体系较好的成膜性和热稳定性;当共聚物含量为60%(质量分数)时,凝胶体系的玻璃化转变温度为27.28℃,质量损失为5%时热分解温度为145℃;当共聚物含量为45%(质量分数)时,凝胶聚合物电解质的综合性能较好;且共聚物P(MMA-MAh)基GPE的离子电导率与温度的关系服从Arrhenius方程.     

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。     

PMMA基凝胶聚合物电解质研究进展

综述了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基凝胶聚合物电解质(GPE)的研究进展,提出了PMMA基凝胶电解质目前主要存在的问题,着重讨论了采用共聚共混、交联和添加无机填料等对PMMA进行改性的方法,以及PMMA基GPE的三种制备方法.     

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。     

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。     

纤维素基离子凝胶聚合物电解质的制备与性能

通过原位交联木浆纤维素/1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐溶液制备了纤维素基离子凝胶聚合物电解质,并采用扫描电子显微镜(SEM)、流变、力学拉伸及交流阻抗等测试,研究了纤维素基离子凝胶的形貌﹑力学性能和电化学性能。SEM结果表明,所得交联型离子凝胶具有纳米多孔网状结构。流变结果表明高温下离子凝胶具有很好的弹性,200℃时的弹性模量为1.7×105 Pa。电学性能测试结果表明室温下离子凝胶具有很高电导率,达到6.3×10-3 S/cm,且电导率随温度的升高而增大。力学性能测试结果显示离子凝胶具有良好的力学强度,其拉伸强度达9.6 MPa。     

锂离子电池聚氨酯型凝胶态聚合物电解质的研究

采用一种自制新型超支化聚醚(PHEMO)与甲苯2,4-二异氰酸酯(MDI)在电解液中进行缩合反应,制备了一种具有交联网状结构的聚氨酯(PEU)型凝胶态聚合物电解质.利用傅立叶红外光谱(FTIR)、示差扫描量热分析(DSC)、热重分析(TGA)、交流阻抗谱等测试方法对聚合物电解质的结构、热稳定性能、离子电导率进行了研究.研究发现:上述制备的PM-1M-Z4聚合物电解质体系室温电导率可达2.53×10-3S/cm,电化学稳定窗口为2.3～4.0V,并且具有较好的热稳定性和优良的机械性能.此外,在这种新型的电解质中,电解液小分子被聚合物大分子包裹在其中,可有效防止凝胶聚合物电解质的漏液问题,从而可提高锂离子电池的安全性能.     

P(VdF-HFP)-PMMA聚合物电解质的研究

采用共混法制备了P(VdF-HFP)-PMMA聚合物电解质，PMMA与电解液有更好的相溶性。含PMMA45%的聚合物膜，20℃时电解液吸附量为260%，离子导电率为0.95mS/cm。以该膜和1mol/L LiPF6(EC/EMC)为电解质，LiCoO2为正极，碳纤维为负极的聚合物锂离子电池具有较小的界面电阻和电荷转移电阻，良好的循环稳定性（1/3C倍率循环35次，95%初始放电容量），和良好的倍率性能（2C倍率，73%初始放电容量）。     

塑料锂离子电池用聚合物电解质性能表征

以导电聚合物作为电解质的塑料锂离子电池被认为是迄今锂电池发展最新水平,研制性能优良的聚合物电解质是生产该种锂离子电池的关键技术,因此对聚合物电解质的表征是必不可少的步骤,电导率,扩散系数,迁移数和电化学窗口是表征聚合物电解质的重要指标,文中介绍了塑料锂离子电池用聚合物电解质性能的表征方法,给出了交流阻抗,浓差极化,断电流,线性伏安扫描等实验方法,并对其作为分析和讨论。     

锂离子电池聚合物电解质研究进展

综述了二次锂离子电池聚合物电解质的最新研究进展,对不同类型的聚合物电解质按其基体进行分类,包括常见的几种聚合物基体以及近年来发展起来的几种新型聚合物基体。对于每类基体相关的研究成果,主要关注的是电化学性能。对一些性能优异的聚合物电解质体系及其相应的制备方法,给出了较为全面的概述。与使用液体有机电解质的二次锂离子电池相比...     

无纺布支撑微交联PMMA基凝胶聚合物电解质的制备与性能研究

以乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA))和聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)作交联剂,制备了PP无纺布支撑微交联PMMA基凝胶聚合物电解质。通过扫描电子显微镜、热重分析仪、电化学工作站和万能试验机对其表观形貌、热稳定性、室温离子电导率和拉伸强度进行了表征及测试。结果表明,PEG600DA和PEG200DA能有效提高体系的室温离子电导率,均从2.2 m S/cm提高到3.0 m S/cm左右;PEG400DA和PEG600DA能显著提高体系的拉伸强度,用量为0.3%和0.2%时,拉伸强度分别为11.8 MPa和12.4MPa,与对照相比分别提高39.1%和45.3%。     

P(MAA-co-DMA)两性电解质微凝胶的制备与性能

以甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMA)为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用反相微乳液聚合法制备了一系列不同单体物质的量比的聚两性电解质微凝胶P(MAA-co-DMA)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、电位与电导滴定、动态光散射(DLS)及紫外可见分光光度法等测试手段对其进行表征与分析。研究结果表明,P(MAA-co-DMA)为两性聚合物,其实际组成与投料比一致;在低和高pH值范围,微凝胶粒子处于溶胀状态,在等电点(IEP)附近,粒子收缩,微观结构变得紧密,IEP值与理论预测值相比有所偏移;随着pH值的变化,微凝胶分散液透光率变化不明显。     

P(MMA-AN)的合成及其凝胶电解质的制备与性能

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯腈(AN)为单体,自由基引发聚合合成了聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈)[P(MMA-AN)]无规共聚物。采用红外光谱分析及元素分析法对共聚物的结构进行了表征。然后以此P(MMA-AN)无规共聚物为基体制备共聚物含量分别为30%、40%、50%(质量分数)的凝胶聚合物电解质(GPE)。采用交流阻抗法对其电性能进行表征。结果发现当MMA与AN投料比为1:3且共聚物在凝胶聚合物电解质中质量分数为30%时,GPE体系电导率达到最大值。     

全固态锂离子电池用PEO基聚合物电解质的研究进展

锂离子电池作为重要的能量储存元件在消费类电子产品、电动汽车和可再生能源存储等领域具有广泛的应用。传统液态电解质锂离子电池受到能量密度低、安全性差等诸多缺陷的限制,采用固态电解质替代液态电解质制备新型固态锂离子电池目前备受关注。PEO基固态聚合物电解质由于其设计简单、易于制造、使用安全等优点已被认为是替代传统液体电解质的首选。介绍了当前PEO基聚合物电解质的主要研究种类、特点和性能;阐述了锂离子在PEO基聚合物电解质中的导电机制;分析了与PEO络合的锂盐种类对聚合物电解质的电导率的影响规律;在此基础上提出了几种改善PEO基聚合物电解质性能的措施和方法。     

适用于准固态染料敏化太阳能电池的聚合物凝胶电解质P(HEMA-NVP)的研究

以甲基丙烯酸羟基乙酯和N-乙烯基吡咯烷酮为单体,采用溶液共聚法制备了一系列的P(HEMA-NVP)共聚物。利用此共聚物固化液态电解质得到准固态电解质。考察了NVP用量、引发剂用量(AIBN)以及交联剂用量对准固态电解质电导率的影响。经过优化后,这种共聚物形成的准固态电解质最高室温电导率为6.15mS/cm,利用此电解质组装的染料敏化太阳能电池在100mW/cm2(AM1.5)的模拟光照下,其短路电流、开路电压、填充因子和光电转化效率分别为14.83mA/cm2、615mV、0.5721、5.22%。     

聚醚侧链型聚硅氧烷对含氟聚合物凝胶锂离子电解质膜性能的影响

通过浸没沉淀相转化法制备了具有类似孔结构的聚醚侧链型聚硅氧烷(PDMS-g-(PPO-PEO))改性的聚偏氟乙烯(PVDF)和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)多孔骨架,经电解液活化后得到凝胶电解质膜,研究了PDMS-g-(PPO-PEO)对含氟聚合物凝胶电解质膜性能的影响。由改性PVDF和PVDF-HFP骨架被电解液活化制备的聚合物凝胶电解质膜,离子电导率分别达到2.2×10-3和1.7×10-3S/cm,综合分析凝胶电解质膜中电解液稳定性和膜的电化学性能发现,PDMS-g-(PPO-PEO)对PVDF骨架的改性效果明显优于PVDF-HFP骨架,共混改性后PVDF可代替PVDF-HFP作为隔膜作为锂离子电池凝胶电解质膜。     

P(MMA-VAc-LiAA)聚合物电解质的制备及表征

以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、醋酸乙烯酯(VAc)和丙烯酸锂(LiAA)为单体,采用种子乳液聚合法制备了(P(MMA-VAc-LiAA)三元共聚物.利用红外光谱(FTIR),核磁共振(~1HNMR),差示扫描量热(DSC) /热重分析(TG),X射线衍射(XRD),扫描电镜(SEM)等方法对聚合物的结构进行了表征.将P(MMA-VAc-LiAA)与LiClO_4共混,采用流延法制备了聚合物电解质膜,用交流阻抗方法测试了电解质膜的电导率,结果表明,该聚合物电解质室温离子电导率可以达到10~(-3)S/cm.而且离子电导率随着温度的升高而迅速增加,电导率-温度曲线符合Arrhenius方程.机械性能测试结果表明,在P(MMA-VAc)的基础上,引入第三单体LiAA可以改善膜的收缩性与力学性能.     

P(AM-co-AMPS)基凝胶的溶胀动力学研究

本文以丙烯酰胺(AM)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为有机单体、正硅酸乙酯(TEOS)为无机原料合成了P(AM-co-AMPS)基水凝胶,研究了凝胶的相转变温度,以及在相转变温度前后的溶胀性能和溶胀动力学。结果表明,P(AM-co-AMPS)凝胶在25℃水温下主要以大分子松弛为主的溶胀方式,而在0℃水温下为Fickian扩散方式,且具有一定的温敏性;P(AM-co-AMPS)/SiO2杂化凝胶在0℃和25℃均保持非Fickian扩散方式,且温敏性被掩盖。     

PEO基聚合物电解质

聚氧化乙烯（PEO）基电解质是研究最早的聚合物电解质体系,它在电池生产中已得到应用。PEO基聚合物电解质主要分为聚合物/盐型和凝胶型两大类,凝胶型聚合物电解质因具有较高的电导率而被认为是固态锂离子电池最有应用前景的临时性解质体系。对两种类型的聚合物电解质的研究进展作了较为详细的论述,在此基础上分析了PEO基聚合物电解质中离子的传输机理。PEO基聚合物电解质中离子的运动能力与链的结构。离子浓度,温度,增塑剂等因素有关。