含锂聚芳醚酮电解质的分子设计与性能研究

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1、分类号：O631单位代码：10183研究生学号：204332216密级：公开吉林大学硕士学位论文(学术学位)含锂聚芳醚酮电解质的分子设计与性能研究Themoleculardesignandperformancestudyofpoly(aryletherketone)containedlithiumelectrolyte作者姓名：李云峰专业：高分子化学与物理研究方向：聚合物功能膜材料指导教师：那辉教授培养单位：化学学院2017年4月含锂聚芳醚酮电解质的分子设计与性能研究Themoleculardesignandperformancestudyofpoly(aryletherketo

2、ne)containedlithiumelectrolyte作者姓名：李云峰专业名称：高分子化学与物理指导教师：那辉教授学位类别：理学硕士论文答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过

3、的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：√硕士□博士学科专业：高分子化学与物理论文题目：含锂聚芳醚

4、酮电解质的分子设计与性能研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市前进大街2699号（130012）作者联系电话：18626683250内容提要本论文以含萘单体DMNF为基础，设计合成了两种含锂聚合物电解质并进行性能研究，探索聚芳醚酮材料在传导锂离子方面的应用前景。首先，通过去甲基、接枝等方法，将含有磺酸基团的烷基链接枝在含萘环结构的聚芳醚酮上，经过锂化处理后得到一系列接枝率可控的单离子导体聚合物(SNPAEK-Li-x)电解质膜。性能研究表明：通过与目前研究的全固态单离子导体聚合物电解质比较可以看到，该电解质膜室温下传导率与其基本一致，机械性能与热稳定

5、性都有显著进步。此外，我们还将PEO链段与聚芳醚酮链段共聚，制备了不同共聚比例的共聚物PAEK-co-PEO，添加电解质锂盐制备成全固态聚合物电解质。性能测试研究表明：该全固态聚合物电解质在一定程度保留聚芳醚酮材料优良机械性能与热稳定性的同时，具有较高的离子传导率。通过两个实验方案的设计与探究，我们看到聚芳醚酮材料在传导锂离子的聚合物电解质领域具有一定的研究价值。中文摘要含锂聚芳醚酮电解质的分子设计与性能研究当今社会的高速发展在带来便利的同时也带来了环境污染和能源紧缺的问题，开发二次能源成为全世界共同关注的话题。在这种大环境下，锂离子电池以其能量密度高、输出电压高、工作温度宽、无

6、记忆效应和环境友好等特点，在可充电电池行业内发展迅速，在数码产品、交通运输等多个领域已经得到了广泛应用。可见锂离子电池在未来会有很好的应用前景。电解质隔膜是锂离子电池的核心组成部件，也得到了很大的关注。目前实际应用的电解质隔膜是以Celgard为代表的微孔膜，其浸泡液态电解液后具有良好的离子传导率。而全固态的聚合物电解质由于存在室温下传导率低的缺点，暂时没有被商品化。但是，固态电解质不存在电解液易挥发带来的安全隐患、环境污染等问题，且具有更好的力学性能和热稳定性，是一类具有发展前景的锂离子电池隔膜。聚芳醚酮（PAEK）作为一种半结晶性的高性能工程塑料，具备良好的热稳定性、化学稳定

7、性以及优异的机械性能。磺化后的聚芳醚酮常被用在燃料电池的质子交换膜中。然而，PAEK用于锂离子电池隔膜方面的研究报道甚少看到。我们认为，通过接枝、共聚等改性方法，将聚芳醚酮材料作为锂离子电池隔膜材料时具有以下可以预见的优点：机械性能强，既能满足电池组装过程中的强度需求，还能承受电池在受到挤压碰撞等意外状况时仍保持一定的力学强度；热稳定性高，在高温环境下能够保持尺寸稳定且不分解。为此，本论文旨在通过分子设计，合成新型聚芳醚酮材料，并通过接枝、共聚等功能化改性方法，制备导锂聚合物电解