磷酸酯基凝胶聚合物电解质用于构建高安全性锂/钠离子电池及其性能研究

发布时间：2024-04-21 16:21

　　由于锂/钠离子电池具有能量密度高、输出功率大、工作电压高、循环性能好、便携等特点而得到了人们的广泛应用。电解液为离子的传输提供可能,对电池的电化学性能有着重要影响,同时又是决定电池安全性能的重要因素之一。目前商业化的电解液多为液态电解液,其具有易挥发、闪点低、易漏液等特点而易引发火灾或爆炸。为了提高电池的安全性,并结合磷酸酯的强阻燃性、丙烯酸酯优异的聚合能力、乙二氧基的易调柔性等优点,本文设计合成了一系列不同链长的螺环季戊四醇双磷酸酯交联剂和一种二丁基磷酸酯共聚单体。选取其中三种磷酸酯并分别与丙烯酸酯系列单体共聚得到三种磷酸酯基凝胶聚合物电解质,将其分别应用到锂/钠离子电池领域,对其热稳定性及一系列电化学性能进行测试,用以评估其潜在的价值。具体内容见下:通过螺环季戊四醇双磷酰二氯和丙烯酰羟乙酯类化合物的亲核取代反应制得一系列不同链长的螺环季戊四醇双磷酸酯交联剂,通过NMR、FT-IR、HR-MS对其结构进行表征,验证其结构的正确性和化合物纯度。选取其中具有代表性的两个交联剂,并与丙烯酸乙酯和甲基丙烯酸三氟乙酯进行三元共聚,制得两种螺环季戊四醇双磷酸酯凝胶聚合物电解质。研究发现,这两种聚...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1离子电池的工作原理示意图

因素之一。电解质还影响着电池的诸多电化学性能，如a）离子电导率；b)电化学稳定窗口；c）极化稳定性；d）离子迁移数；e）与电极的界面稳定性；f）电池在实际应用的电化学性能。本文将在下节对电解质进行详细的讨论。1.1.3锂/钠离子电池的工作原理锂/钠性质相似，且锂/钠离子电池的脱嵌....

图2.5由凝胶聚合物电解质Ⅰ填充的玻璃纤维的a)表面电镜图和b-e)C、F、O、P的能量Xfg-

第二章螺环季戊四醇双磷酸酯凝胶聚合物电解质的合成及表征20图2.4a）纯玻璃纤维的表面电镜图;b）填充凝胶聚合物电解质Ⅰ的玻璃纤维表面电镜图;c）填充凝胶聚合物电解质Ⅱ的玻璃纤维表面电镜图从图2.4a可以看出纯玻璃纤维表面纵横交错且含有大量的孔洞；从图b、c可以看出，凝胶聚合物电....

图2.6a）聚合物基体Ⅰ共聚前后的的FT-IR光谱；b）聚合物基体Ⅱ共聚前后的FT-IR光谱

第二章螺环季戊四醇双磷酸酯凝胶聚合物电解质的合成及表征22图2.6a）聚合物基体Ⅰ共聚前后的的FT-IR光谱；b）聚合物基体Ⅱ共聚前后的FT-IR光谱图a为聚合物基体Ⅰ共聚前后的红外对比图，其中聚合前的物质具体为DPA、EA、TFMA等摩尔混合均匀、未经聚合的状态，聚合后的物质具....

图2.7聚合物基体Ⅰ、Ⅱ的XRD曲线

第二章螺环季戊四醇双磷酸酯凝胶聚合物电解质的合成及表征23图2.7聚合物基体Ⅰ、Ⅱ的XRD曲线由图2.7可得，聚合物基体Ⅰ、Ⅱ在20°左右有个大宽峰，且在其它地方无明显的峰，说明聚合物基体Ⅰ、Ⅱ均是无定形的非晶态结构，这不仅为液态电解液提供了一个有效的框架来固定液态电解液，以防止....

本文编号：3961138