基本信息
- 項目名稱:
- PAALi-g-PEO基聚合物電解質(zhì)的離子導(dǎo)電性能研究
- 小類:
- 能源化工
- 簡介:
- 以梳狀聚合物PAALi-g-PEO為基體,采用澆注法制備了PAALi-g-PEO/LiClO4/ LiTi2(PO4)3聚合物電解質(zhì)。結(jié)果表明,LiClO4和LiTi2(PO4)3兩者與PAALi-g-PEO存在“競爭絡(luò)合”,并可改善聚合物電解質(zhì)的表面形貌;該聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率最大值達(dá)到4.6×10-5S?cm-1,比PEO/鋰鹽體系提高了2~3個數(shù)量級。
- 詳細(xì)介紹:
- 以梳狀聚合物PAALi-g-PEO為基體,采用澆注法制備了PAALi-g-PEO/LiClO4/ LiTi2(PO4)3聚合物電解質(zhì)。利用XRD、IR、SEM等方法研究LiTi2(PO4)3超細(xì)粉體對聚合物電解質(zhì)導(dǎo)電性能的影響,并以電化學(xué)交流阻抗法測試了聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率。結(jié)果表明,LiClO4和LiTi2(PO4)3兩者與PAALi-g-PEO存在“競爭絡(luò)合”,并可改善聚合物電解質(zhì)的表面形貌;該聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率最大值達(dá)到4.6×10-5S?cm-1,比PEO/鋰鹽體系提高了2~3個數(shù)量級。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本文以梳狀聚合物PAALi-g-PEO為基體,添加鋰鹽,并與LiTi2(PO4)3超細(xì)粉體復(fù)合后,以澆注法制備聚合物電解質(zhì)膜。對制備的聚合物電解質(zhì)膜進(jìn)行電化學(xué)交流阻抗測試,計算其離子電導(dǎo)率,采用XRD、IR、SEM等方法研究LiTi2(PO4)3超細(xì)粉體對聚合物電解質(zhì)導(dǎo)電性能的影響。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 無機(jī)鋰快離子導(dǎo)體粉體除具有一般無機(jī)粉體的特性外,還具有一定的鋰離子傳導(dǎo)性能。目前,研究者對無機(jī)粉體-聚合物電解質(zhì)進(jìn)行了大量的研究,結(jié)果表明,無機(jī)粉體能顯著提高聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率,而對于無機(jī)鋰快離子導(dǎo)體超細(xì)粉體復(fù)合聚合物電解質(zhì)的研究卻不多見。另外,聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率比較低,而無機(jī)電解質(zhì)的加工性能差,將兩者進(jìn)行復(fù)合,有利于提高綜合性能。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實(shí)意義
- 以澆注法制備了PAALi-g-PEO/LiClO4聚合物電解質(zhì)和PAALi-g-PEO/LiClO4/ LiTi2(PO4)3聚合物電解質(zhì)。LiClO4和LiTi2(PO4)3兩者與PAALi-g-PEO存在“競爭絡(luò)合。 選定LiClO4含量為10%,隨著LiTi2(PO4)3加入量的增加,當(dāng)LiTi2(PO4)3含量為15%時,電導(dǎo)率最大值達(dá)到4.6×10-5S?cm-1。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 以梳狀聚合物PAALi-g-PEO為基體,采用澆注法制備了PAALi-g-PEO/LiClO4/ LiTi2(PO4)3聚合物電解質(zhì)。利用XRD、IR、SEM等方法研究LiTi2(PO4)3超細(xì)粉體對聚合物電解質(zhì)導(dǎo)電性能的影響,并以電化學(xué)交流阻抗法測試了聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率。結(jié)果表明,LiClO4和LiTi2(PO4)3兩者與PAALi-g-PEO存在“競爭絡(luò)合”,并可改善聚合物電解質(zhì)的表面形貌;該聚合物電解質(zhì)電導(dǎo)率最大值達(dá)到4.6×10-5S?cm-1,比PEO/鋰鹽體系提高了2~3個數(shù)量級。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
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同類課題研究水平概述
- 在聚合物電解質(zhì)中添加無機(jī)陶瓷粉末,可以抑制聚合物的結(jié)晶,提高離子電導(dǎo)率。另外還可以提高聚合物電解質(zhì)與電極之間的界面穩(wěn)定性以及聚合物電解質(zhì)的強(qiáng)度。 古寧宇等制備了微米級Al2O3微粒摻雜的復(fù)合聚合物電解質(zhì)體系,提高了PEO的柔性并降低了PEO的結(jié)晶度。用交流阻抗方法研究了其室溫電導(dǎo)率,并提出了具有普適性的聚合物電解質(zhì)/電極體系的模擬等效電路,發(fā)現(xiàn)摻雜以后其室溫電導(dǎo)率明顯增加。 Jayathilaka將含有Lewis酸、堿以及中性弱酸性的Al2O3引入PEO9-LiTFSI電解質(zhì)體系,并研究該復(fù)合電解質(zhì)的介電松弛、熱力學(xué)及電化學(xué)性質(zhì),指出由于填料與離子物種的相互作用而產(chǎn)生了更多的適合于離子傳輸?shù)奈恢煤屯ǖ馈? 于明昕等將納米二氧化硅粉末與PEO/LiClO4復(fù)合,制得了復(fù)合PEO電解質(zhì)。它們的室溫離子電導(dǎo)率最高可以達(dá)到1.24×10-5S?cm-1。離子電導(dǎo)率的提高有兩方面的原因:一是無機(jī)二氧化硅粉末的加入抑制了PEO的結(jié)晶,二是二氧化硅粉末和聚合物電解質(zhì)之間形成的界面對電導(dǎo)率的提高也有一定的作用。 Bestas等對P(EO)8+LiClO4+10%TiO2體系進(jìn)行X射線衍射和Raman光譜測試,表明TiO2能與鋰鹽作用而影響聚合物電解質(zhì)無定形區(qū)的結(jié)構(gòu)。 研究表明,聚合物/無機(jī)物系統(tǒng)中,電導(dǎo)率的增加主要來自于聚合物/無機(jī)物的界面層,無機(jī)顆粒的表面層缺陷較多,可作為離子傳輸?shù)耐ǖ?,允許離子以較低的遷移活化能通過,提高離子電導(dǎo)率。 無機(jī)鋰快離子導(dǎo)體粉體除具有一般無機(jī)粉體的特性外,還具有一定的鋰離子傳導(dǎo)性能。目前,研究者對無機(jī)粉體-聚合物電解質(zhì)進(jìn)行了大量的研究,結(jié)果表明,無機(jī)粉體能顯著提高聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率,而對于無機(jī)鋰快離子導(dǎo)體超細(xì)粉體復(fù)合聚合物電解質(zhì)的研究卻不多見。本文將LiTi2(PO4)3快離子導(dǎo)體與梳狀聚合物PAALi-g-PEO復(fù)合,以提高聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率,并對其相互作用機(jī)理進(jìn)行了初步的研究。