溶剂化离子液体修饰的高性能聚环氧乙烷基固态电解质

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作者 邱安 王子涵 +3 位作者 董鑫 董金超 蒋玉雄 李剑锋 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期93-102,共10页

[目的]针对聚环氧乙烷(PEO)基固态电解质存在高压稳定性差、锂离子迁移数和电导率低等问题,设计制备了一系列溶剂化离子液体[Li(G4)][FSI]修饰的PEO基固态电解质.[方法]引入溶剂化离子液体[Li(G4)][FSI]作为PEO基固态电解质的锂源和添加... [目的]针对聚环氧乙烷(PEO)基固态电解质存在高压稳定性差、锂离子迁移数和电导率低等问题,设计制备了一系列溶剂化离子液体[Li(G4)][FSI]修饰的PEO基固态电解质.[方法]引入溶剂化离子液体[Li(G4)][FSI]作为PEO基固态电解质的锂源和添加剂,运用各种谱学和电化学方法对固态电解质进行表征,并考察了[Li(G4)][FSI]含量对固态电解质的影响.[结果]当n(EO)∶n(Li)=20∶1时,与PEO-LiFSI-20∶1(PF-20)相比,制备的PEO-[Li(G4)][FSI]-20∶1(PGF-20)固态电解质的结晶度和机械强度未产生明显变化,在60℃下其锂离子电导率(0.44 mS/cm)和迁移数(0.253)明显提升.随着[Li(G4)][FSI]含量的增加,固态电解质的结晶度和机械性能未产生明显变化,其60℃下的锂离子电导率随之增加,而孔道直径和数量则呈先减小后增大的趋势,其中PGF-20的孔道直径最小、数量最少,且具有最低的对称电池过电位和最高的氧化电位.将PGF-20应用到Li‖LiFePO_(4)全固态电池,可以在60℃、0.5 C的条件下稳定循环100次,且容量保持率可达88.7%.[结论]溶剂化离子液体的引入使得固态电解质表面产生微米级的孔道结构,从而有利于锂离子的传输;适量引入溶剂化离子液体可生成富含LiF的稳定固态电解质界面,使其锂对称电池具有较低的过电位.本研究成功构筑基于溶剂化离子液体的高性能PEO基固态电解质,可为同类型固态电解质的开发提供借鉴. 展开更多

关键词 聚环氧乙烷基固态电解质 溶剂化离子液体 固态锂金属电池 锂离子电导率 锂离子迁移数

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PEO-LiClO_4-ZSM-5复合聚合物电解质——ZSM-5对锂离子选择通过的影响 被引量：5

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作者 席靖宇 马晓梅 +1 位作者 崔孟忠 唐小真 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期330-333,共4页

通过溶液浇铸法制得了一系列以不同分子筛和蒙脱土为填料的 PEO基复合聚合物电解质 ,利用交流阻抗 -稳态电流方法研究了填料对复合聚合物电解质锂离子迁移数 (TL i+ )的影响 .实验结果表明 ,所有填料都有利于同时提高复合聚合物电解质的... 通过溶液浇铸法制得了一系列以不同分子筛和蒙脱土为填料的 PEO基复合聚合物电解质 ,利用交流阻抗 -稳态电流方法研究了填料对复合聚合物电解质锂离子迁移数 (TL i+ )的影响 .实验结果表明 ,所有填料都有利于同时提高复合聚合物电解质的 TL i+ 和离子电导率 ,但以 Li-ZSM-5为填料时 TL i+ 最高 ,这是因为ZSM-5的特殊二维孔道结构有利于阳离子 Li+的进入 ,而排斥阴离子 Cl O- 4的通过 .较高的 TL i+ 和室温离子电导率说明 PEO-Li Cl O4 -ZSM-5有可能作为全固态锂离子聚合物电池的电解质材料 . 展开更多

关键词 复合聚合物电解质 锂离子迁移数 离子电导率 分子筛 ZSM-5

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聚合物锂盐在锂离子电池电解质中的应用

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作者 梁波 唐思绮 +1 位作者 刘燕平 欧阳陈志 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期113-118,共6页

锂盐是获得安全性能良好的锂离子二次电池的重要因素。聚合物锂盐具有高电导率、宽电化学窗口、良好热稳定性和电化学稳定性,以及在全固态锂离子电池中的应用引起了国内外研究者的关注。文中分析了聚合物锂盐的结构与电池性能之间的关系... 锂盐是获得安全性能良好的锂离子二次电池的重要因素。聚合物锂盐具有高电导率、宽电化学窗口、良好热稳定性和电化学稳定性,以及在全固态锂离子电池中的应用引起了国内外研究者的关注。文中分析了聚合物锂盐的结构与电池性能之间的关系,包括结构对材料的热稳定性、力学性能、锂离子迁移数、离子电导率和电化学窗口等的影响。总结了聚合物锂盐的合成方法,综述了均聚物型、共聚物型和离子液体型等具有代表性的聚合物锂盐在锂离子电池电解质中的应用研究进展,并对未来新型锂盐的研究方法及发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 聚合物锂盐 锂离子迁移数 电导率 聚合物电解质

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锂盐LiBOB的性能研究 被引量：1

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作者 李奇 刘静华 +2 位作者 熊英 曾曦 李雅琳 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期91-95,共5页

运用电化学阻抗谱和稳态直流极化法研究了LiBOB.(PEO)n聚合物电解质膜的性能;用恒电流充放电测试研究了以LiBOB作锂盐的电池的循环性能.结果表明,LiBOB具有好的导电性能,O与Li的摩尔比为16∶1时,LiBOB.(PEO)n膜室温下的电导率最高为5.8&... 运用电化学阻抗谱和稳态直流极化法研究了LiBOB.(PEO)n聚合物电解质膜的性能;用恒电流充放电测试研究了以LiBOB作锂盐的电池的循环性能.结果表明,LiBOB具有好的导电性能,O与Li的摩尔比为16∶1时,LiBOB.(PEO)n膜室温下的电导率最高为5.8×10-6S/cm,锂离子迁移数t+=0.39;LiBOB的大电流充放电性能有待改进. 展开更多

关键词 LIBOB 聚氧化乙烯 电导率 锂离子迁移数

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含烷氧磺酸锂盐及对称星形醚的聚环氧乙烷基聚合物电解质的制备及电化学性能 被引量：1

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作者 古宁宇 余佃宝 +3 位作者 谢媛媛 杨震宇 张荣斌 刘峰 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期48-54,共7页

合成了低聚度烷氧磺酸锂盐(LiSA(EO)n)和对称星形醚(STEO)增塑剂,并制备了聚环氧乙烷(PEO)基聚合物电解质。研究了PEO16+LiSA(EO)n体系的锂离子迁移数和电导率与锂盐结构的关系,实验结果表明,LiSA(EO)n代替LiClO4作为锂盐时,其电导率得... 合成了低聚度烷氧磺酸锂盐(LiSA(EO)n)和对称星形醚(STEO)增塑剂,并制备了聚环氧乙烷(PEO)基聚合物电解质。研究了PEO16+LiSA(EO)n体系的锂离子迁移数和电导率与锂盐结构的关系,实验结果表明,LiSA(EO)n代替LiClO4作为锂盐时,其电导率得到提高,而且聚合物电解质的锂离子迁移数随着烷氧磺酸锂盐阴离子体积的增大而增加,并且其中PEO16+LiSA(EO)2体系的锂离子迁移数达到0.35。STEO可明显地提高PEO16-LiSAEO-STEO体系的电导率,PEO16-LiSAEO-20%STEO室温电导率可达到0.5×10-4S/cm。通过DSC实验结果表明,STEO的加入,可有效降低聚合物电解质体系的熔融温度和结晶度,PEO16-LiSAEO-20%STEO电化学稳定窗口在4.4V以上,可满足锂电池的应用要求。 展开更多

关键词 聚合物电解质 磺酸锂盐 锂离子迁移数

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锂金属电池用三维半互穿网络聚合物电解质的制备 被引量：3

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作者 张运丰 王佳颖 +5 位作者 李晓洁 赵诗宇 何阳 霍士康 王雅莹 谭畅 《电化学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期413-422,共10页

锂金属电池作为下一代高比能量电池技术受到人们越来越广泛的关注。然而由锂枝晶生长引发的安全问题是锂金属电池商业化面临的最大挑战之一。具有高锂离子迁移数和离子电导率的聚合物电解质是抑制锂枝晶生长的重要策略之一。本文将季戊... 锂金属电池作为下一代高比能量电池技术受到人们越来越广泛的关注。然而由锂枝晶生长引发的安全问题是锂金属电池商业化面临的最大挑战之一。具有高锂离子迁移数和离子电导率的聚合物电解质是抑制锂枝晶生长的重要策略之一。本文将季戊四醇四丙烯酸酯和自由基引发剂AIBN添加至商业化电解液中,采用具有单离子传导功能的多孔聚合物电解质为锂金属电池的电解质隔膜,通过在电池内部发生热诱导原位聚合制备三维半互穿网络单离子传导聚合物电解质,达到提高电解质隔膜离子电导率和机械拉伸性能,以及有效抑制锂枝晶生长的目的。通过该策略的实施,成功获得了室温离子电导率0.53 mS·cm^(-1)和锂离子迁移数0.65的良好结果。应用于锂金属电池,证明该电解质能够有效抑制锂枝晶的生长和倍率性能的提高,为锂金属电池的开发提供了良好的解决路径。 展开更多

关键词 锂金属电池 聚合物电解质 锂离子迁移数 锂枝晶生长 半互穿网络

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聚偏氟乙烯/聚偏氟乙烯磺酸锂/锂盐复合固态电解质的制备及其性能 被引量：1

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作者 苏月 刘旭华 +2 位作者 曾芳磊 任玉荣 林本才 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期2069-2076,共8页

以聚偏氟乙烯(PVDF)、氯磺酸和氢氧化锂等为原料制备了聚偏氟乙烯磺酸锂(SPVDFLi),将SPVDFLi与PVDF复合制得单离子聚合物电解质(SIPE)。为进一步提高SIPE的电导率,向其添加双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)制备双盐型聚合物复合电解质(SPVD... 以聚偏氟乙烯(PVDF)、氯磺酸和氢氧化锂等为原料制备了聚偏氟乙烯磺酸锂(SPVDFLi),将SPVDFLi与PVDF复合制得单离子聚合物电解质(SIPE)。为进一步提高SIPE的电导率,向其添加双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)制备双盐型聚合物复合电解质(SPVDFLi/LiTFSI-y),通过调控LiTFSI与聚合物的比例探究了双盐型聚合物电解质的电化学性能。结果表明:LiTFSI的添加有效提高了聚合物复合电解质的电导率。含40%LiTFSI的SPVDFLi/LiTFSI-40聚合物复合电解质室温电导率可达到1.41×10^(-4)S/cm,锂离子迁移数为0.68,稳定电压可以达到4.84 V。组装的LiFePO4/SPE/Li电池,0.2 C倍率下循环50圈后容量保持率为99.1%。该聚合物复合电解质有望用于制备高性能锂离子电池。 展开更多

关键词 聚合物复合电解质 聚偏氟乙烯磺酸锂 电导率 锂离子迁移数

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浙大朱宝库团队在高电导锂电池隔膜研究领域取得突破

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作者 中国膜工业协会官网 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期126-126,共1页

据高分子科学前沿微信公众平台2018年7月27日讯隔膜作为锂电池的重要部件之一,在提供锂离子离子传输通道的同时还对保障电池安全性起着关键作用.聚烯烃材质的微孔薄膜是当前隔膜的主导品种,但是因聚烯烃隔膜的电导率和锂离子迁移数低,... 据高分子科学前沿微信公众平台2018年7月27日讯隔膜作为锂电池的重要部件之一,在提供锂离子离子传输通道的同时还对保障电池安全性起着关键作用.聚烯烃材质的微孔薄膜是当前隔膜的主导品种,但是因聚烯烃隔膜的电导率和锂离子迁移数低,已经成为制约高功率密度电池的重要瓶颈之一. 展开更多

关键词 电池隔膜 锂电池 高电导 锂离子迁移数 高功率密度 科学前沿 微孔薄膜 传输通道

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PEO基纳米复合聚合物电解质电化学性质的研究 被引量：7

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作者 杜洪彦 程琥 杨勇 《电化学》 CAS CSCD 2004年第2期215-221,共7页

　以PEO8 LiClO4作母体,纳米SiO2为填料,制成PEO8 LiClO4 SiO2(x%)系列复合聚合物电解质,测定这该电解质的电导率、锂离子迁移数和电化学稳定窗口,并对其晶态结构作差热分析表征.结果表明,纳米SiO2的引入,显著提高了电解质的电导率,在2... 　以PEO8 LiClO4作母体,纳米SiO2为填料,制成PEO8 LiClO4 SiO2(x%)系列复合聚合物电解质,测定这该电解质的电导率、锂离子迁移数和电化学稳定窗口,并对其晶态结构作差热分析表征.结果表明,纳米SiO2的引入,显著提高了电解质的电导率,在22℃时达到4.3×10-5S·cm-1.此外,还探讨了填料对复合聚合物电解质电导率提高的影响机理. 展开更多

关键词 可充锂电池 电化学性质 电导率 锂离子迁移数 电化学稳定窗口 填料 二氧化硅 纳米复合聚合物电解质

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PMMA-[BMIM]PF_6-非质子溶剂复合型凝胶电解质的制备和性能 被引量：2

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作者 黄雪原 郭建平 +3 位作者 孙艳美 沈加春 陈小花 尹笃林 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期833-837,849,共6页

采用烯类单体MMA在离子液体[BMIM]PF6和PC、DMC等形成的混合溶液中聚合,合成一系列PMMA-[BMIM]PF6-非质子溶剂复合型凝胶电解质,并对其性能进行了研究。结果表明,当m([BMIM]PF6)∶m(PC)=45∶55时,凝胶电解质PMMA-PC-[BMIM]PF6的室温电... 采用烯类单体MMA在离子液体[BMIM]PF6和PC、DMC等形成的混合溶液中聚合,合成一系列PMMA-[BMIM]PF6-非质子溶剂复合型凝胶电解质,并对其性能进行了研究。结果表明,当m([BMIM]PF6)∶m(PC)=45∶55时,凝胶电解质PMMA-PC-[BMIM]PF6的室温电导率值为3.44×10-3S/cm,当m([BMIM]PF6)∶m(DMC-PC)=35∶65时,PMMA-LiPF6-(PC-DMC)-[BMIM]PF6的室温电导率值为10.05×10-3S/cm,并随温度升高而增加,变化规律符合VTF方程。凝胶电解质热分解温度都在250℃以上,在80℃时热失重小于0.97%。锂离子的迁移数约为0.3。电化学窗口高达5.1V。 展开更多

关键词 复合型凝胶电解质 离子电导率 热稳定性 锂离子迁移数 电化学窗口 功能材料

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全氟(2-丙氧基)丙酸聚乙二酯/LiTFSI电解质的制备及其性能

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作者 冯裕智 刘沛石 +2 位作者 裴一博 唐旭东 毛占伟 《合成树脂及塑料》 CAS 北大核心 2022年第4期6-12,17,共8页

以六氟环氧丙烷二聚体与聚乙二醇(PEG)为原料,三乙胺或碳酸钾为缚酸剂,制备了全氟(2-丙氧基)丙酸聚乙二酯(HFPO-PEG),与双三氟甲烷磺酸亚胺锂(LiTFSI)组合成锂离子电解质HFPO-PEG/LiTFSI。采用傅里叶变换红外光谱表征了电解质的结构,采... 以六氟环氧丙烷二聚体与聚乙二醇(PEG)为原料,三乙胺或碳酸钾为缚酸剂,制备了全氟(2-丙氧基)丙酸聚乙二酯(HFPO-PEG),与双三氟甲烷磺酸亚胺锂(LiTFSI)组合成锂离子电解质HFPO-PEG/LiTFSI。采用傅里叶变换红外光谱表征了电解质的结构,采用Zahner Zennium E型电化学工作站测试了电解质的阻抗、电化学稳定性窗口和计时电流。结果表明:以碳酸钾为缚酸剂,可以获得高产率的HFPO-PEG;HFPO-PEG/LiTFSI[锂盐含量为15%(w)]较PEG/LiTFSI具有更高的电化学稳定性窗口,达到3.5~3.7 V[vs.Li/Li^(+)(表示金属Li氧化成Li^(+))];当PEG链段为聚乙二醇单甲醚(mPEG),相对分子质量为200时,HFPO-mPEG200/LiTFSI的锂离子迁移数为0.75。 展开更多

关键词 六氟环氧丙烷二聚体 聚乙二醇 锂离子电解质 锂离子迁移数 电化学稳定性窗口

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