聚碳酸酯基固态聚合物电解质的结构设计与性能研究

目录

第1章 绪 论

1.1课题背景及研究目的和意义

1.2锂电池概述

1.2.1 锂离子电池简介

1.2.2 下一代锂金属电池简介

1.3锂金属电池聚合物电解质概述

1.3.1 PEO基聚合物电解质

1.3.2 聚碳酸酯基聚合物电解质

1.3.3 锂离子在聚醚及聚碳酸酯中的迁移机理

1.3.4 聚合物电解质与电极的界面问题及解决方案

1.4理论计算在聚合物固态电解质中的应用

1.5本文的主要研究内容

第2章 实验材料及研究方法

2.1.1 主要实验药品

2.1.2 主要实验仪器

2.2聚合物电解质的制备及电池组装

2.2.1 聚合物电解质的制备

2.2.2 电池组装

2.3材料的物理表征方法

2.3.1 微观形貌观察

2.3.2 X射线衍射分析

2.3.3 X射线光电子能谱

2.3.4 红外光谱分析

2.3.5 差示扫描量热分析

2.3.6 热重分析

2.3.7 应力-应变分析

2.3.8 振荡剪切流变分析

2.4电化学测试方法

2.4.1 离子电导率测试

2.4.2 线性伏安扫描

2.4.3 锂离子迁移数测试

2.4.4 电池充放电测试

2.4.5 交流阻抗谱测试

2.5理论计算

2.5.1 密度泛函理论计算

2.5.2 分子动力学模拟计算

2.5.3 Comsol多物理场仿真模拟

第3章 双相复合聚合物电解质的设计及性能研究

3.1 引言

3.2离子传导相聚合物筛选及初步研究

3.2.1 离子传导相聚合物筛选

3.2.2 锂盐浓度对PEC聚合物电解质的性能影响

3.3复合电解质FPEC的设计、制备及锂离子传导机理研究

3.3.1 FPEC的设计制备及性能测试

3.3.2 FPEC电解质中各组分与锂盐的相互作用

3.3.3 FPEC电解质导电机理分析

3.4 FPEC电解质在固态锂金属电池中的应用研究

3.4.1 聚合物电解质/正极界面改善的研究

3.4.2 采用FPEC电解质的固态锂金属电池性能

3.5本章小结

第4章 EO/EC双官能团共聚物电解质的设计合成 及性能研究

4.1引言

4.2新型聚合物电解质结构的理论设计

4.2.1 CPEG中基团与锂离子配位结构的研究

4.2.2 CPEG中锂离子传导机制的研究

4.3 CPEG共聚物电解质的制备及性能测试

4.3.1 CPEG共聚物电解质的制备

4.3.2 CPEG电解质的物理及电化学性能测试

4.4 s-CPEG双相复合电解质的制备及性能测试

4.4.1 s-CPEG双相复合电解质的制备

4.4.2 s-CPEG的性能测试

4.5 s-CPEG在固态锂金属电池中的应用

4.6本章小结

第5章 EO链段设计增强双官能团共聚物电解质性能的研究

5.1 EO/EC基共聚物中EO链段长度的设计

5.1.1 EO链段长度对于EO?Li+配位结构稳定性的影响

5.1.2 EO链段长度对共聚物中锂离子迁移性能的影响

5.2不同EO链段长度EO/EC基共聚物的制备及性能测试

5.2.1 不同EO链段长度的聚合物与锂离子的配位情况

5.2.2 不同EO链段长度CPEG的制备

5.2.3 CPEG(2)与CPEG(6)的性能比较

5.2.4 CPEG(2)的稳定性研究

5.3原位聚合工艺制备固态锂金属电池及其性能测试

5.3.1 原位聚合固态锂金属电池的性能

5.3.2 添加有机溶剂的原位聚合固态锂金属电池的性能

5.4本章小结

结论

创新点

展望

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文及其成果

声明

致谢

个人简历