基于聚乙二醇链段杂化固体电解质的初步研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文基于聚乙二醇链段杂化固体电解质的初步研究姓名：包健申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：官建国20040601武汉理工大学硕士学位论文摘要本文设计合成了两种不同的聚合物固体电解质：聚乙二醇／SiO，固体电解质和聚乙二醇单甲醚／Si02固体电解质。用红外光谱、扫描电镜、透射电镜、x射线衍射、热重～差热等测试方法对固体电解质膜进行表征。用DDS一11A型离子电导率仪对固体电解质膜进行离子电导率测量。对聚乙二醇／Si02电解质膜，正硅酸乙酯水解产生的无机Si02粒子通过化学键的作用与聚合物基体结合形成了交联结构，使得

2、聚合物电解质具有比较好的热稳定性。随温度升高，固体电解质的离子电导率出现最大值。离子电导率与PEG与HDI的比值有关，当两者比值为1：2时，离子电导率最高。离子电导率随着固体电解质中聚乙二醇链段长度增加而出现最大值，此时链段长度为800。前驱体和正硅酸乙酯(TEOS)在酸性条件下水解得到聚乙二醇单甲醚／Si02电解质溶液的Si02，粒径范围比较大，并形成了外层为聚合物，内层为Si02的具有核壳结构的粒子，正硅酸乙酯加入量越多，则其粒子容易发生团聚。正硅酸乙酯在酸性条件下水解形成无机Si02粒子后，得到的固体电解质膜呈非晶态，无机Si02破坏了

3、聚合物的结晶。离子电导率随着温度升高而增加，因为温度升高有利于离子迁移。离子电导率随固体电解质中聚乙二醇单甲醚分子链段增加而增加。随着TEOS加入量增多，离子导电率增加，但是过量的TEOS会导致离子电导率下降。在不加入TEOS情况下，锂离子也可能通过Si—O．Si键中的氧来传递，离子电导率较大。随着高氯酸锂用量的增加，离子电导率出现最大值，此时高氯酸锂与聚乙二醇单甲醚中EO单元摩尔比为1：5。关键词：有机／无机杂化；固体电解质；离子电导率；核壳复合粒子武汉理工大学硕士学位论文AbstractInthisdissertation，twokind

4、sofPoly(ethyleneglyc01)／Si02solidelectrolyteandmethoxyPoly(ethyleneglyc01)／Si02solidelectrolyteweredesignedandsythesized．ThestructureofhybridsolidelectrolyteswerecharacterizedbyFT-IR、SEM、TEM、XRD、TG-DSCetc．．Theionicconductivity(o)ofthesolidelectrolytemembranewasmeasuredwithM

5、odelDDS．11Aconductor．ForPoly(ethyleneglyc01)／Si02solidelectrolytemembrane，PolymersolidelectrolytemembranehadgoodheatresistancebecauseinorganicSi02particleshadachemicalbondwiththepolymer．0showedamaximumconductivitywithincreasingoftemperature．oreachedthehighestatPEG／HDIof1：2．

6、ThehybridsolidelectrolyteshowedamaximumvaluewhenthesegmentsofPoly(ethyleneglyc01)were800．Thediameterdistributionofcore—shellSi02particlesintheacidenvironmentsynthesizedbysol-gelreactionwerenotuniformly．IftheamountofTEOSusedwasabundant，Si02particlesaggregated．Si02particlesde

7、stroyedthecrystallizationofpolymer，andthemembranewasamorphous．Oincreasedastemperaturerised，becausetheLi+couldmoveeasily．orisedwiththerisingofsegmentsofmethoxyPoly(ethyleneglyc01)．orisedwhentheamountofTEOSincreased，buttoomuchTEOSaddedresultinalowerconductivity．WithoutTEOS，ow

8、asrelativelyhigherforLi+mighttransmitthroughoxygeninSi一0一Sibond．Conductivityrisedw