凝胶态聚离子液体基（PDADMTFSI）电解质的制备及性能研究

《凝胶态聚离子液体基（PDADMTFSI）电解质的制备及性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文凝胶态聚离子液体基(PDADMTFSI)电解质的制备及性能研究THEPREPARATIONANDPROPERTYSTUDYOFGELELECTROLYTEBASEDONPOLYMERIONICLIQUID(PDADMTFSI)胡形成哈尔滨工业大学2017年12月国内图书分类号:TM911.3学校代码:10213国际图书分类号:544.6密级:公开工学硕士学位论文凝胶态聚离子液体基(PDADMTFSI)电解质的制备及性能研究硕士研究生:胡形成导师:宋申华教授申请学位:工学硕士学科:材料学所在单位:深圳研究生院答辩日期:2017年12月授予学位单位:哈尔滨工业大学Classifie

2、dIndex:TM911.3U.D.C:544.6AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringTHEPREPARATIONANDPROPERTYSTUDYOFGELELECTROLYTEBASEDONPOLYMERIONICLIQUID(PDADMTFSI)Candidate:HUXingchengSupervisor:Prof.SongShenhuaAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineerin

3、gSpeciality:MaterialsScienceAffiliation:ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence:December,2017Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology摘要摘要随着我国经济以及电子制造业的高速发展，人们对锂二次电池等电化学器件的要求也越来越高。传统的电化学器件主要是以液态的有机碳酸酯类作为电解质，该种电解液具有易泄露、易燃烧、易爆炸和电池易老化鼓包等问题，并在安全性、产品容量和循环寿命等方面都存在着不可克服的缺点。聚合物固态电解质由于不存在有机电解液中

4、出现的上述问题，近年来受到研究者的广泛关注，并逐渐发展成为行业的趋势。但是，聚合物固态电解质目前普遍存在离子电导率较低，远低于10-3S/cm，以及电化学稳定窗口小等问题，因此目前聚合物电解质还未能进行大规模的工业推广。针对聚合物固态电解质目前普遍存在的离子电导率较低的现状，提出采用新型聚合物离子液体（PDADMTFSI）作为聚合物电解质薄膜的基体。通过在聚合物基体中加入不同含量的LiTFSI盐制备出全固态聚合物电解质薄膜。实验结果表明，当LiTFSI盐含量从0%，5%，10%，15%，20%增加时，聚合物电解质薄膜的离子电导率呈数量级增加。并且当LiTFSI含量为20%时，聚合物电解质薄

5、膜的离子电导率达到最大值，为1.33×10-3S/cm，此时该聚合物电解质薄膜的电化学稳定窗口达到6V。针对全固态聚合物电解质薄膜的离子导电性能仍然较低且柔性较差，提出采用与聚合物基体阴离子相同的EMITFSI离子液体作为全固态聚合物电解质薄膜的增塑剂。增塑剂的加入能够改变聚合物的内部结构，使得聚合物电解质薄膜内部更加酥松，更易于离子的迁移。离子液体由于其自身是室温熔融盐，容易浸渍在聚合物基体酥松的结构中，加上离子液体自身具有良好的导电性，因此离子液体的加入能够提高聚合物电解质薄膜的离子电导率。由于锂离子聚合物电解质薄膜普遍存在电导率性能不稳定的现象，因此本实验中采用0%EMITFSI（即

6、20%LiTFSI）聚合物电解质薄膜作为实验的对照，实验结果表明，当EMITFSI含量为30%时，聚合物电解薄膜的离子电导率比0%EMITFSI的增加了10倍，并且当离子液体含量继续增加到40%和50%时，聚合物电解质薄膜的离子电导率继续增加，阻抗谱高频区半圆形消失，低频区显示为一条直线。关键词：聚合物电解质；离子液体；凝胶态；锂离子电池-I-AbstractAbstractWiththerapiddevelopmentofChina'seconomyandelectronicmanufacturingindustry,thedemandisbecomingmoreandmorehighf

7、orelectrochemicaldevices,suchaslithiumionicbatteries.Thetraditionalelectrochemicaldeviceismainlyinliquidorganiccarbonateaselectrolyte,theelectrolyteiseasytoleak,flammable,explosiveandbatteryagingdrumkitsandotheri