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增塑剂在PEO（LiClO_4）-Li_（1.3）Al_（0.3）Ti_（1.7）（PO_4）_3固体电解质作用研究

作　者: 王利
导　师: 潘颐
学　校: 浙江大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 聚合物电解质 二次锂电池 聚环氧乙烷 快离子导体 电导率 离子迁移 增塑剂 碳酸乙烯酯 碳酸丙烯酯
分类号: TM911
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


聚合物电解质是由盐与聚合物基体共混后形成的离子导体,它们在二次锂电池和其他电化学显示设备中的应用已经引起人们研究的极大兴趣。通常研究最多的聚合物电解质是由聚环氧乙烷(PEO)和一些锂盐构成的,在这些聚合物电解质中,离子的迁移导电主要是通过聚合物分子链的松弛运动完成的,而且是发生在聚合物电解质的无定形相部分中。但PEO和一些锂盐形成的聚合物电解质因为体系结晶度较高影响了室温下的电导率值,从而限制了它们的应用。当结晶度降低后,聚合物电解质便拥有快的离子迁移性并能获得很高的电导率。在本论文中,主要的研究内容是从师兄王严杰博士的研究工作中选取电导率数值较好的PEO-LiclO4-Li1. 3Al0. 3Ti1. 7(PO4) 3三相体系(EO/Li 摩尔比为8、 Li1. 3Al0. 3Ti1. 7(PO4) 3盐含量为15%),再添加不同质量百分数的增塑剂EC、PC以及两者的混合体,通过溶液浇铸法制成复合聚合物电解质薄膜,再通过XRD、DSC、SEM和EI等测试手段研究了增塑剂改性的PEO基聚合物电解质的结构、热性能、表面形态与电导率。通过研究发现在(PEO/增塑剂-LiClO4) -Li1. 3Al0. 3Ti1. 7(PO4) 3聚合物电解质体系中,无定形相为主要相态,电导率随温度升高而增大,且电导率与温度关系遵循VTF方程,而锂离子的迁移主要与无定形区的链段运动息息相关。并且指前因子(A)和表观活化能(Ea)增大趋势符合电导率随增塑剂含量增大而增加情形,在增塑剂含量达到体系含量40%时指前因子(A)、表观活化能(Ea)和电导率分别取得最大值,如在增塑剂含量为40%时,室温下电导率达到10-3S·cm1-。

全文目录


第一章 绪论  9-23
  1． 1 锂离子电池介绍  9-10
    1． 1． 1 引言  9
    1． 1． 2 锂离子电池的工作原理  9-10
  1． 2 聚合物电解质的介绍  10-13
    1． 2． 1 聚合物电解质的发展历史  10
    1． 2． 2 聚合物电解质的优点和要求  10-12
    1． 2． 3 聚合物电解质分类  12-13
  1． 3 聚合物电解质离子导电模型  13-16
  1． 4 离子型导电聚合物的导电机理  16-17
  1． 5 PEO基聚合物电解质及改性研究  17-21
  1． 6 课题的提出及研究意义  21-23
    1． 6． 1 课题的提出  21-22
    1． 6． 2 研究内容  22-23
第二章 实验方法  23-28
  2． 1 实验原料  23-24
  2． 2 样品制备  24
  2． 3 测试方法  24-28
    2． 3． 1 颗粒度测试  24
    2． 3． 2 X射线衍射分析  24-25
    2． 3． 3 差热(DSC)分析  25
    2． 3． 4 扫描电镜(SEM)  25
    2． 3． 5 电化学阻抗(EI)测试  25-28
第三章 PEO+LiClO_4+Li_2CO_3(Li_3PO_4) +EC增塑剂改性研究  28-41
  3． 1 前言  28-29
  3． 2 原料及制备工艺  29
  3． 3 测试与表征  29-39
    3． 3． 1 晶相分析  30-31
    3． 3． 2 差热分析  31-33
    3． 3． 3 扫描电镜测试(SEM)  33-34
    3． 3． 4 电化学阻抗分析  34-39
  3． 4 小结  39-41
第四章 PEO+LiClO_4+Li_2CO_3(Li_3PO_4) +PC增塑剂改性研究  41-52
  4． 1 前言  41
  4． 2 原料及制备工艺  41
  4． 3 测试与表征  41-50
    4． 3． 1 晶相分析  42-43
    4． 3． 2 差热分析  43-44
    4． 3． 3 扫描电镜测试(SEM)  44-46
    4． 3． 4 电化学阻抗分析  46-50
  4． 4 小结  50-52
第五章 PEO+LiClO_4+Li_2CO_3+EC和PC共混增塑剂改性研究  52-58
  5． 1 前言  52
  5． 2 原料及制备工艺  52-53
  5． 3 测试与表征  53-56
    5． 3． 1 差热分析  53-54
    5． 3． 2 扫描电镜测试(SEM)  54-55
    5． 3． 3 电化学阻抗分析  55-56
  5． 4 小结  56-58
第六章 结论  58-59
第七章 展望  59-60
参考文献  60-65
研究生期间发表的论文  65-66
致谢  66

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 化学电源、电池、燃料电池
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