凝胶聚合物电解质膜的制备研究

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1、工学硕士学位论文凝胶聚合物电解质膜的制备研究徐艳萍哈尔滨理工大学2014年3月国内图书分类号：0646工学硕士学位论文凝胶聚合物电解质膜的制备研究硕士研究生：徐艳萍导师：李丽波申请学位级别：工学硕士学科、专业：化学工艺所在单位：化学与环境工程学院答辩日期：。2014年3月一授予学位单位：哈尔滨理工大学Classi矗edIndex：06．46DissertationfortheMasterDegreeinEngineering一ResearchonthepreparationofGelPolymetElectrolyteMembranesCandidate：Supervisor

2、-LiLiboAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringUniversity,HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《凝胶聚合物电解质膜的制备研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除己注明部分外不包含他人己发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：弹竹日期：c扣l弘

3、年口；月专J日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《凝胶聚合物电解质膜的制备研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口，在年解密后适用授权书。不保密i，(请在以上相应方框内打√)作者签名：惜日期：知l严年哆月专1日导师签名：孑函馥日

4、期：∥，弘年吁月≥，日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文凝胶聚合物电解质膜的制备研究摘要锂离子电池诞生于20世纪末，因其性能优越而备受亲睐。近年来，商用锂离子电池中液体电解质因其漏液而频发事故，迫使人们寻求新的材料来替代液体电解质，以解决这类问题。根据物质的三种状态研究发现，固体电解质由于多种限制因素的影响并不能达到实际应用，因此介于固、液态间的凝胶电解质引起了人们的关注。本文选择溴化N．甲基．N．丙基哌啶(PPl3Br)、溴化N一甲基一N．丁基哌啶(Ppl4Br)、溴化N．甲基．N．丙基吡咯烷(PYl3Br)和溴化N．甲基．N一丁基吡咯烷(Pyl4Br)四种物质与双三氟甲磺酰亚

5、胺基锂(LiTFSI)搭配反应得到四种离子液体：N．甲基-N．丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺(Ppt3TFSI)、N．甲基．N．丁基哌啶双三氟甲磺酰亚胺(Ppt4TFSI)、N．甲基．N一丙基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺(PyJ3TFS0、N一甲基．N．丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺(PYl4TFSI)。利用原位法，以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、离子液体(Ppt3TFSI,Ppt4TFSI、Pyl3TFSI、Pyl4TFSI)、锂盐(LiTFSI)、交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)和引发剂过氧化苯甲酰(BPO)为原料，制备了凝胶聚合物电解质膜(GPE)。GPE中的基体为聚甲基丙烯酸甲酯(

6、PMMA)。采用线性扫描伏安曲线(LSV)法、X射线衍射(XRD)法、差式量热法(DSC)、原子力显微镜(AFM)、充放电循环等方法对Pp,3TFSI／LiTFSI／PMMA电解质膜、Ppl4TFSI／LiTFSI／PMMA电解质膜、PYl3TFSI，“TFSI／PMMA电解质膜、Pyl4TFSI／LiTFSI／PMMA电解质膜这四种不同类型的凝胶聚合物电解质膜各种性能进行测试。测试结果表明，四种不同类型的凝胶聚合物电解质膜各自对应的电化学稳定窗口值分别为4．5V、4．2V、5．0V、5．2V，符合锂离子电池对膜的稳定电压的要求，同时，得到的PYl3TFSI／LiTFSI／P

7、MMA电解质膜和PYl4TFSI／LiTFSI／PMMA电解质膜的稳定性比Ppl3TFSFLiTFSIfPMMA和Ppl4TFSI／LiTFSI／PMMA的稳定性更好。除此以外，PPl3TFSI／LiTFSI／PMMA电解质膜、PPl；4TFSI／LiTFSI／PMMA电解质膜、PYl3TFSFLiTFSI／PMMA电解质膜、Pyl4TFSI／LiTFSI／PMMA电解质膜这四种哈尔滨理工大学工学硕士学位论文II不同类型的凝胶聚合物电解质膜各自的首次充电比容量分别为132．1mAh／g、144．0mAh