锂离子电池基于PEO型固态纳米复合聚合物电解质性能的研究任务书

 2021-10-14 08:10

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

聚合物锂离子电池具有高能量密度、安全可靠、可加工成任意形状,并且无记忆效应等优异性能,具有极大的发展前景。但该聚合物电解质体系仍有一些影响电池循环性能和安全性能的实际问题需要解决,如热稳定性较差,室温电导率较低等。PEO用于聚合物电解质的研究最早,其分子中含醚氧原子,能吸收电解液,其吸液率较PMMA略低,但在电解液中较易溶胀。另外,低分子量的PEO溶于电解液,电解质机械性能较差,因此一般要用交联共聚或加入无机填料等方法来提高强度。为此,本文以PEO基聚合物电解质为研究对象,添加纳米颗粒改善电解质的导电性能。

在PEO/ LiCIO4体系中添加无机纳米粒子,研究发现,体系的电导率、热稳定性等性能都得到了很大提高。由于纳米粒子上的Lewis酸中心原子可以和聚合物链段上的极性原子(如O,F,N等)产生配位络合,中心原子和锂离子与极性原子的竞争络合,使聚合物链段与锂离子的交联减弱,从而使电导率上升,同时体系的玻璃化转变温度Tg、熔融温度Tm和结晶度Xc。也会有所降低。

本文通过添加不同种类、粒径及表面性质的纳米粒子,采用溶液浇铸法制备了纳米复合聚合物电解质。利用差示扫描量热(Dsc)分析、热失重(TGA)分析及交流阻抗(EIS)等方法,对制备的纳米复合聚合物电解质电化学性能及热化学性能进行了较系统的研究。主要工作如下:

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2. 参考文献

[1] K. M. Abraham. Directions in secondary lithium battery research and development [J]. Electrochimica Acta, 1993, 38(9): 1233-1248.

[2] M. Winter, R. J. Brodd. What are batteries, fuel cells, and supercapacitors [J]. Chemical Reviews, 2004(104): 4245-4269.

[3] Yoshio N. Lithium ion secondary batteries; past 10 years and the future [J]. Journal of Power Sources, 2001(100): 101-106.

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