ROMP制備PEO基單離子聚合物電解質(zhì)及其性能研究.pdf

1、鋰電池現(xiàn)已在便攜式電源、儲(chǔ)能和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域充當(dāng)著越來(lái)越重要的角色。但是，液態(tài)鋰電池包含有LiPF6和碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等有機(jī)溶劑，而有機(jī)溶劑易于揮發(fā)和燃燒，從而使得液態(tài)鋰電池容易發(fā)生脹氣和爆炸等現(xiàn)象。而且，液態(tài)鋰電池采用的隔膜大多為聚丙烯/聚乙烯（PP/PE）材料，其阻燃性也較差，在電池內(nèi)部發(fā)生微短路或者局部過(guò)熱的情況下，容易引起火災(zāi)或爆炸事故。同時(shí)，現(xiàn)有液態(tài)鋰電池的能量密度也不能完全滿足動(dòng)力電池的需求。因此，替代易燃電解液和提高

2、鋰電池的能量密度是各位研究者的關(guān)注焦點(diǎn)。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)聚合物電解質(zhì)和選用鋰片作為負(fù)極是解決上述兩個(gè)問(wèn)題最好的途徑。因?yàn)榫酆衔镫娊赓|(zhì)可以避免液態(tài)電解液的存在，而金屬鋰具有電極電勢(shì)較低和質(zhì)量較輕等優(yōu)勢(shì)，可以有效提升鋰電池的輸出電壓和能量密度。
　　本論文利用活性開(kāi)環(huán)移位共聚的方法進(jìn)行多功能聚合電解質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制備，并對(duì)聚合物電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行表征和討論分析。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）分別設(shè)計(jì)并合成了5-降

3、冰片烯-2-磷酸二甲酯（M1）、5-降冰片烯-2-聚乙二醇單甲醚（M2）和交聯(lián)劑5-降冰片烯-2-(5-降冰片烯-2-聚乙二醇）（M3）三種功能性單體，并對(duì)它們的結(jié)構(gòu)進(jìn)行1HNMR表征，為后續(xù)聚合物電解質(zhì)的制備奠定了基礎(chǔ)。
　?。?）為了解決復(fù)合聚合物電解質(zhì)中容易出現(xiàn)的宏觀相分離和雙離子聚合物電解質(zhì)中鋰離子遷移數(shù)較低的問(wèn)題，設(shè)計(jì)并合成了一種同時(shí)具有鋰離子源、鋰離子傳導(dǎo)區(qū)和膜支撐區(qū)的單離子聚合物電解質(zhì)（SIPE），并研究了不同[EO

4、]:[Li+]配比對(duì)其電導(dǎo)率、機(jī)械性能等的影響，確定反應(yīng)比例。同時(shí)，對(duì) SIPE-2.5的結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性、阻燃性、電導(dǎo)率、鋰離子遷移數(shù)、電化學(xué)穩(wěn)定窗口以及與正極材料LiFeP04的相容性進(jìn)行了表征及檢測(cè)分析。結(jié)果表明，SIPE-2.5具有良好的三維立體結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能，可以大大提升鋰電池的高溫安全性能。
　?。?）為了優(yōu)化SIPE與鋰片的相容性，對(duì)其進(jìn)行加氫化反應(yīng)，使其中的雙鍵還原為單鍵，以增強(qiáng)其機(jī)械性能，使鋰電池中的