凝胶型离子液体/聚合物电解质的电化学性能

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]为基体,将3-乙基-1-甲基咪唑鎓四氟硼酸盐(EMIBF4)和3-丁基-1-甲基咪唑鎓六氟磷酸盐(BMIPF6)等室温离子液体作为离子源和增塑剂,制备了EMIBF4/P(VDF-HFP)和BMIPF6/P(VDF-HFP)凝胶型离子液体/聚合物电解质;通过核磁共振(1HNMR)谱和热失重方法(TG)分别对其结构和热稳定性进行了表征和热失重分析。由电化学性能测试考察了两类离子液体/P(VDF-HFP)聚合物电解质的分解电压、室温离子电导率及离子液体/P(VDF-HFP)的质量配比、温度等对电导率的影响。结果表明:所制备的离子液体/聚合物电解质在305℃时仍具有较好的热稳定性,其室温离子电导率均达10-3S/cm数量级以上,其中EMIBF4与P(VDF-HFP)的质量比为2∶1时室温电导率可达3.67mS/cm。     

聚合物电解质性能表征的常用方法

表征聚合物电解质体系离子传输性质的参数有电导率、离子迁移数和扩散系数等。电导率常用交流阻抗法测量,离子迁移数常用稳态电流法测量,扩散系数常用恒电流阶跃法测量。介绍了这3种方法的基本原理、测试过程及结果分析方法。     

锂蓄电池PEO基全固态聚合物电解质研究进展

从提高锂蓄电池聚环氧乙烷(PEO)基全固态聚合物电解质的电导率、锂离子迁移数和改善电解质与锂电极之间的界面稳定性三个方面介绍了其研究进展。复合聚合物电解质的机械性能和电化学性能都有较大的提高,有利于实现锂蓄电池的商品化。此外,还讨论了PEO基全固态聚合物电解质的导电机理和界面稳定机理,特别是无机陶瓷粉末的加入对提高电解质电导率和界面稳定性等方面的作用机理。     

聚合物电解质离子迁移数测定方法的研究进展

在理论研究和实际应用中,离子迁移数都是一个重要的参数,但聚合物电解质是非理想的电解质体系,因此在过去的20余年中,研究者为准确测定其离子迁移数做出了不懈的努力,发展了许多有价值的测量原理和方法。综述了Tubandt法、电动势法、稳态电流法、改良的极化法和NMR法测量聚合物电解质离子迁移数的基本原理、适用范围以及最新的研究进展。     

多孔状聚合物固体电解质膜的制备与性能

采用微波热交联技术制备出了多孔状的PVDF/PMMA(聚偏氟乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯)共混的固体电解质薄膜材料,电性能测试表明该固体电解质薄膜在室温下的电导率可达到2.05×10-3 Scm-1,并具有良好的机械性能.用电导率、扫描电镜、X射线衍射和差热分析技术对该膜进行了分析,结果表明把PMMA掺入PVDF体系的固态电解质可以明显改善PVDF体系的固态电解质的强度,增加其柔韧性,同时也可以提高该固体电解质与电解液的亲合力,从而提高其吸液和保液的能力.     

锂离子电池聚合物电解质的研究进展

综述了固体聚合物电解质和凝胶聚合物电解质的组成、性能,并对聚合物种类和聚合方法进行了分类说明,对聚合物电解质的发展前景进行了预测。     

单离子固态聚合物锂离子电解质膜的研究

将锂化后的Nafion树脂与聚乙二醇二甲醚按不同比例共混涂膜,制备得到新的固态单一离子聚合物锂离子电解质膜,并对该电解质膜的热化学稳定性,机械强度,微观形貌以及电化学性能等进行了测试和分析。TGA测试表明该电解质膜在250℃以下具有较好的热稳定性;拉伸强度最大可达到4.25 MPa;当EO/Li+为20时,电解质膜的锂离子电导率可分别达到2.16×10-5 S/cm(40℃)和4.26×10-4S/cm(100℃);此外,该电解质膜的锂离子迁移数大于0.9,接近于单一锂离子导体。所制备的电解质膜有望在中高温锂电池中得到应用。     

离子液体/聚合物电解质在双电层电容器中的应用

以P(VDF-HFP)为基体,与离子液体1-乙基-3-甲基咪唑钅翁四氟硼酸盐(EMIBF4)和1-丁基-3-甲基咪唑钅翁六氟磷酸盐(BMIPF6)制备出离子液体/聚合物电解质凝胶膜,并组装了活性炭电极双电层电容器(EDLC)。基于EMIBF4/P(VDF-HFP)和BMIPF6/P(VDF-HFP)聚合物电解质(质量比2∶1)的双电层电容器,比电容分别为38.5 F/g和20.9 F/g。基于EMIBF4/P(VDF-HFP)的双电层电容器显示了优良的电化学性能。     

凝胶聚合物PVDF-HFP电解质膜的性能研究

锂离子电池由于形状多样化、灵活性及轻便等优点而用于商业化生产,满足微型电子工业的需要,而偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物PVDF-HFP由于较高的电导率,较好的机械强度和热稳定性,优良的界面特性和电化学性能而被认为是最受欢迎的一种聚合物电解质。主要综述了PVDF-HFP固体电解质的组成、制备方法和进展,讨论了PVDF-HFP电解质的改性措施:填料改性、增塑剂改性、共聚共混改性及聚合物改性。对今后的发展方向作了简单展望。     

全固态锂电池用聚合物电解质的研究

用碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯作为增塑剂制备了PEO-LiCl_4 聚合物电解质,实验结表明增塑剂不仅阻止了聚氧化乙烯结晶的生长,减小了聚合物的结晶度,降低了玻璃化温度,增加了聚合物分子链段的运动能力,而且促进了聚合物电解质中LiClO_4的电离,增加了聚合物电解质中的载流子数,因此提高了聚合物电解质的电导率.其室温下电导率可达到2X10~(-3)S/cm.讨论了改性聚合物电解质电导率提高的机理,在室温下测试了聚苯胺全固态锂电池的性能.     

塑料化聚合物电解质的导电性质

采用直流和交流阻抗法测量了塑料化聚合物电解质的电导率,得到了电导率随温度的变化关系.通过红外、拉曼光谱方法,研究了膜中锂离子与聚合物骨架的相互作用.结果表明,在常温下,塑料化聚合物电解质的离子电导主要表现为液相离子的扩散迁移.在较高的温度下,离子的传导机理为离子的迁移和聚合物链段蠕动的协同作用.     

聚合物锂离子蓄电池室温固体电解质的研制

选用聚乙烯醇缩丁醛 (PVB)作主体高分子 ,以LiClO4为碱金属盐 ,加入PC增塑剂 ,制备了聚合物电解质。该方法简单实用 ,得到的膜为无定形高分子。当n(PVB)∶n(LiClO4)∶n(PC) =5∶1∶3(摩尔比 )时 ,电导率为 7.8× 10 - 4 S·cm- 1 。运用XRD、DSC、交流阻抗等测试手段 ,对影响聚合物电导率的因素作了初步探讨。电导率随着锂盐浓度的增加 ,呈现先增后减的趋势 ,当n(PVB)∶n(LiClO4) =5∶1时 ,电导率达到最大值。电导率同时也受到增塑剂的影响 ,当n(增塑剂 )∶n(锂盐 ) =3∶1时 ,电导率较高。电导率与温度的关系符合Arrhenius公式 ,聚合物电解质的活化能为 59.4kJ/mol     

一种复合聚合物电解质的性质表征

基于新的微孔膜成型工艺制备了一种复合聚合物电解质,聚合物基质为聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)与聚偏氟乙烯(PVDF)的复合物。对所制聚合物电解质的离子迁移性质和电化学稳定性做了表征。采用稳态电流法测量了聚合物电解质中锂离子的迁移数,测试结果为0.2。利用交流阻抗技术对聚合物电解质的电导率进行测试,室温下电导率可达到1.6mS·cm-1。锂盐的扩散系数由对称电池的限制扩散法测得,结果为4.8×10-7cm2·S-1。由线性伏安扫描实验测试了该聚合物电解质体系的电化学稳定性,结果表明在5.1V以下电解质性质稳定。     

锂离子蓄电池固体聚合物电解质研究进展

固体聚合物电解质具有质轻、安全、易加工等优点 ,在锂离子蓄电池中具有巨大的应用价值。主要综述了各类聚合物电解质的研究工作 ,特别是聚氧乙烯 (PEO)、聚丙烯腈 (PAN )、聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA )、聚偏氟乙烯 (PVdF)等聚合物电解质的研究与发展 ,并对面临的问题和今后的发展作了简单介绍。     

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%。     

共聚改性制备聚丙烯酸锂基固态聚合物电解质

采用溶液共聚的方法,在聚丙烯酸锂(PAALi)基体上引入具有高介电常数的丙烯腈(AN)和具有链柔顺性的丙烯酸丁酯(BA)结构单元,合成了P(AALi-AN-BA)共聚物,将其与低温共熔盐LiX(LiClO4-LiNO3-LiBr共熔盐)混合并熔融得到高盐固态聚合物电解质P(AALi-AN-BA)/LiX。红外光谱,差热,热重和交流阻抗等技术表征的结果表明:较PAALi相比,P(AALi-AN-BA)具有更好的成膜性,溶解性和热稳定性。P(AALi-AN-BA)/LiX的电导率比PAALi/LiX在较宽温度范围内都有明显提高。当P(AALi-AN-BA)与LiX的质量百分比为25∶75时,得到的电解质室温电导率可达7.51×10-5S·cm-1(20℃)。