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锂二次电池聚合物电解质的制备及其电化学性能研究

余佃宝  
【摘要】: 聚合物锂离子电池是在液体锂锂离子电池基础上发展起来的新一代可充电电池。它不仅具有电压高、能量密度高、循环寿命长等特点,而且还解决了液态锂电池的隐性安全问题。在电池的外形设计与组装上也灵活方便,已广泛应用于电动汽车、移动通讯等领域。 聚合物电解质对聚合物锂离子电池性能的影响较大。尽管目前凝胶型聚合物电解质锂二次电池已开始规模化生产,但室温电导率偏低,无法用于大倍率的放电。因此高导电性的聚合物电解质已成为锂二次电池研究的热点。对于锂二次电池而言,影响其性能的因素很多。它不仅应具有高的电导率,同时为保证电池充放电过程不发生浓差极化也必须有较大的锂离子迁移数,并且要求电解质具有较好的电化学和热学稳定性能。 本文正是从聚合物电解质存在的问题出发,合成环氧乙烷及其衍生物的共聚物(P(EO+EM+AGE))作为电解质基体,新型对称星形醚(STEO)增塑剂以及烷氧化物磺酸锂盐(LiSA(EO)n),并制备聚合物电解质,由此进行相关的电、热化学性能研究。简述如下: 1)合成聚合物电解质基体P(EO+EM+AGE)、烷氧磺酸锂盐和对称星形醚(STEO)增塑剂,并进行化学表征。 2)以PEO为基体,研究聚合物电解质的电、热化学性能。具体的有以下五个部分:a、确定PEO+(LiSA(EO)n)体系最佳电导率时的氧锂摩尔比值:b、研究烷氧化物磺酸锂盐(LiSA(EO)n)在电解质中的锂离子传输性能;c、就增塑剂STEO的增塑性能与DEC、EC、以及DEC/EC复配增塑剂进行对比研究:d、考察PEO+(LiSA(EO)n)+STEO凝胶电解质体系电导率与温度的关系;e、测定其中PEO+LiSAEO+20%STEO凝胶电解质体系的电化学稳定窗口,研究其电化学稳定性能。 3)将共聚物P(EO+EM+AGE)与PEO按比例混合,与LiClO4组成的电解质体系,考察体系的锂离子传输性能和热学性能。


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