含磺酸锂聚酰胺电解质的制备及性能研究

摘要

目前锂离子电池广泛应用于移动设备、汽车、航空航天领域，其中聚合物锂离子电池代表锂离子电池研究领域的最高水平，更是当今的研究热点。固态聚合物电解质能有效避免液态锂离子电池中锂枝状生长，以及液体泄漏、爆炸等。固态聚合物电解质作为聚合物锂离子电池的关键材料，对其研究具有重要意义。本文主要涉及两类新型结构聚合物电解质的制备以及后续对其进行的表征和性能研究。
　　首先本文成功制备了单体2,5-二氨基苯磺酸锂和2,2'-亚丁基二[5-氨基苯并噁唑]，采用单体2,2'-亚丁基二[5-氨基苯并噁唑]和聚乙二醇二羧酸分别与有机锂盐2,5-二氨基苯磺酸锂、间苯二甲酸-5-磺酸锂进行共聚，通过在聚合过程中调节其中两种单体的比例，分别制备了五种不同锂盐浓度的含磺酸锂聚酰胺电解质 I和含磺酸锂聚酰胺电解质 II。采用红外光谱、核磁共振谱、差示扫描量热分析、热失重分析分别对聚合物的结构和热性能进行了表征。将制备得到的聚酰胺电解质采用溶液浇铸法成功制备了聚酰胺电解质膜，并通过交流阻抗谱、薄膜拉伸等手段分别对两类聚酰胺电解质的离子电导率和力学性能进行了测试。
　　通过差示扫描量热分析得出随着锂盐浓度升高，两类含磺酸锂聚酰胺电解质的玻璃化转变温度增大；通过热失重对热稳定性的分析对比，得出两类电解质均有良好的热稳定性。室温下离子电导率结果为含磺酸锂聚酰胺电解质 I膜锂盐浓度为50％时对应着最高的离子电导率，含磺酸锂聚酰胺电解质II膜锂盐浓度为30%时对应着最高的离子电导率，且经过对比电解质 I的离子电导率要高于电解质 II。通过对两类电解质膜的拉伸可知各组分的电解质膜均有一定的力学性能，且通过对比得出：含磺酸锂聚酰胺电解质II比含磺酸锂聚酰胺电解质I的力学性能要优越。并成功将锂盐浓度50%的含磺酸锂聚酰胺电解质 I作为原料制备了电池正极。最后将两类聚酰胺电解质膜分别组装成纽扣电池，对其进行了充放电测试。

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第1章 绪论

1.1 研究目的和意义

1.2 锂离子电池的研究现状

1.3 聚合物电解质的研究现状

1.4 本论文主要研究内容

第2章 实验材料及方法

2.1 实验原料及仪器

2.2 实验产物的表征

第3章 单体的制备与结构表征

3.1 2,2'-亚丁基二[5-氨基苯并噁唑]的制备与表征

3.2 2,5-二氨基苯磺酸锂的制备与表征

3.3 本章小结

第4章 聚酰胺电解质I的制备与性能研究

4.1 引言

4.2 聚酰胺电解质I的制备与表征

4.3 聚酰胺电解质I膜的制备与性能分析

4.4 聚酰胺电解质I电极的制备与表征

4.5 电池I的组装及充放电测试

4.6 本章小结

第5章 聚酰胺电解质II的制备与性能研究

5.1 引言

5.2 聚酰胺电解质II的制备与表征

5.3 聚酰胺电解质II膜的制备与性能分析

5.4 电池II的组装及充放电测试

5.5 本章小结

结论

参考文献

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