基于螯合B类锂盐的固态聚合物电解质的制备及其性能研究

来源 :安徽大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:RockyZhang111
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着环保节能理念不断被深化,新能源汽车迎来了发展的春天,但其面临的安全隐患也会随着销量的增加而频繁的出现,其中危害最大的是锂离子电池中液态有机电解质出现电解液泄漏甚至爆炸,从而导致汽车自燃。而固态锂离子电池作为具备较高安全性能被受重视,固态聚合物电解质将锂盐直接融入在聚合物中,在组装成电池过程中无需填加电解液,避免了电解液泄露的隐患。螯合B类锂盐作为一种新型有机锂盐,具备较强的锂离子解离能力,使得固态聚合物电解质发挥着优异的性能。首先采用两步法合成LiBBB、LiBMB和LiBDMB三种锂盐。第一步在蒸馏水中进行合成中间产物,主要是为了提高硼酸在溶剂中的溶解度;由于锂盐在水中具有不稳定性,第二步在乙腈中进行反应合成锂盐。这样既提高了反应的效率,又使得合成的锂盐纯度较高。通过红外分析、核磁分析和XRD分析确定合成锂盐的结构,结果表征显示其合成的三种锂盐均具备相应的特征;然后通过热稳定性能和电化学性能测试,检验合成的锂盐能否在正常的电池中使用,测试结果表明,合成的三种锂盐在100℃以下均不会发生热损失,在25℃~70℃条件下电导率的范围在5.2 m S/cm~12.07 m S/cm。然后将合成的三种锂盐掺杂在含BaTiO3填料的PEO和TPU的体系中合成固态聚合物电解质,为了实验的可对比性,引入了一组含商用锂盐LiBF4的固态聚合物电解质,对照分析合成的三种锂盐能否在电池中使用,并探讨四种锂盐体系的固态聚合物电解质的各项性能。通过一系列表征结果显示,不含较大阴离子半径的LiBF4的固态聚合物电解质其形貌出现了结晶聚合物的堆积,而合成的三种锂盐形貌均较为平整,LiBF4体系的电解质在应力-应变实验测试中拉伸强度最低,弹性势能最差;而具备较大阴离子半径和两边配位离子不同的LiBDMB体系的电解质其力学性能、电化学性能和电池性能均最优异。最后选取第二组实验中性能较好的LiBDMB锂盐在含LLZO和PEO的固态聚合物电解质中进行对比分析,研究LiBDMB锂盐在固态聚合物电解质的最佳含量。实验中设置LiBDMB锂盐在固态聚合物电解质中质量分数分别为0%、5%、10%、15%、20%和25%。通过一系列表征显示,20 wt%和25 wt%的固态聚合物电解质X-多晶衍射的特征峰最低,DSC的熔融峰最小,力学性能也表现最为突出。但从不同含量的固态聚合电解质其形貌结构来看,20 wt%的固态聚合物电解质分布较为规范,孔径较多并呈三维结构;此外,其锂离子电导率也表现最好,并通过将这一体系的固态聚合物电解质组装成电池进行测试发现,在0.2 C倍率下,该电池的充电比容量达到了181 m Ah/g,放电比容量达到了169 m Ah/g,库伦效率达到了93%,在300次循环中,其放电比容量还能保持在155 m Ah/g以上,而且通过500次循环后,其电池容量下降趋势较为平缓。
其他文献
随着环境污染的加剧,石油、煤等化石燃料也日益开采殆尽,因此人们急于寻找一些可代替的清洁能源。在这个背景下,燃料电池(Fuel Cell)在预防大气污染、提供清洁能量以及新能源产业的快速发展方面起着不可比拟的重要作用。其中质子导体固体氧化物燃料电池(H+-SOFCs)作为全固态的燃料电池,是效率较高、对环境污染较小的发电方式。因此,H+-SOFCs被认为对治理环境污染有着很重要的意义。本论文旨在研究
社区获得性肺炎(Community-Acquired Pneumonia,CAP)是患者入住重症监护室(Intensive Care Unit,ICU)的常见原因。发达国家CAP的患病率远小于发展中国家,CAP患者入院治疗并发生死亡事件的几率在13%左右,而严重CAP患者的死亡率约达35%,其中30天的死亡率极高。利用电子健康记录(Electronic Health Record,EHR)中的数据
随着能源需求的激增和全球变暖的加重,可再充电的离子电池作为最有前途及最有效的电化学储能系统获得了大众的认可。其中,锂离子电池(LIBs)发展最为成熟,应用最为广泛,但由于金属锂资源短缺且分布不均,让它的大规模使用受到了约束。同一族的钾不但有相似的理化性质,而且资源更充足,因此开发高性能的钾离子电池(PIBs)更具有实际意义。而生物质材料成本低、来源广、环境友好,其衍生的硬碳材料在离子电池中更是体现
由于人类社会经济发展对能源的需求,使得全球能源消耗呈指数级增长,而化石能源的供应无法以一种可持续性的方式加以满足。此外,通过在空气中焚烧化石燃料来释放进入大气的各种有毒性气体,例如CO2,SO2,CH4和N2O,也是导致环境污染的主要影响因素。可再生能源中的太阳能利用成为研究方向之一,其中染料敏化太阳能电池(DSSC)成为光伏器件的研究热点。相比于其他太阳能电池,DSSC具有成本低、易组装、毒性低
温室效应、石油等不可再生能源危机慢慢地已经成为较为严峻的挑战。绿色能源的开发和应用化也早已成为人们普遍关注和需要棘手解决的问题。而锂离子电池作为电动汽车的核心技术,电池技术也已经在不断进步和改良。而近10年来,新能源汽车的高速发展有目共睹,在一定程度上缓解了能源危机问题。但是动力锂离子电池随着循环次数的增大,导致容量明显衰减;和一些不可确定因素使电池失效或发生安全事故问题,共同成为电动汽车在使用和
小分子荧光探针在生物体系内具有十分广阔的发展前景,我们可以通过荧光探针更好的了解生物细胞内部的微环境变化情况,探针的荧光信号会随着细胞内部环境的变化而发生变化。小分子探针在生物成像方面优点突出,灵敏度高,对细胞的毒性也极低,有利于实现对细胞的长期监测。同时,我们可以对探针进行适当的设计,使其能够靶向响应不同的细胞器,也可以针对不同的细胞环境因素进行响应,如极性、粘度、p H等。荧光探针因此被更多的
社会公共安全越来越受到人们的关注,智能监控成为保障社会稳定和民众生命财产安全的重要途径,其中异常行为检测是智能监控领域的重点研究内容。目前,手扶电梯遍布各大超市、商场和交通枢纽站等公共场所。由于电梯加速、电梯故障、物件滚落和不规范乘坐电梯等原因,很容易发生安全事故。而现有的监控系统往往需要大量的人力去监控,难以达到切实有效的检测效果。因此,本文基于深度学习的方法对手扶电梯上易发生的异常行为进行检测
随着个人可穿戴电子设备的小型化,已投入大量精力来开发高性能的柔性可拉伸储能设备,为集成有源设备供电。超级电容器因其简单结构、高功率密度和循环稳定性而可以发挥这一作用。而柔性微型电子技术面临的主要挑战之一便是设计和制备与其相适应的轻微电化学式柔性存储器件。其中主要包括了碳纳米管、二维过渡金属碳(氮)化物(MXenes)、聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)等具有高导电性、高比容量、优越的亲水性和丰富
随着世界经济的发展,人类所面临的环境问题也愈发严重,化石燃料的过度使用向大气中输入了大量的氮氧化物,最终通过大气沉降进入生态系统。随着大气氮沉降的不断增加,森林生态系统中的磷元素受到了极大的影响。磷作为植物生长的必需营养元素,其重要性仅次于氮,并且磷的有效性主要靠磷的循环来维持。然而,随着大气氮沉降的影响,土壤中的部分磷容易被固定,磷循环受到影响,磷的有效性明显下降,从而限制了整个生态系统的健康发
随着我国对智能电网技术研究的深入,智能电表作为高级量测体系(Advanced Measurement Infrastructure,AMI)的基础,已延伸到了电网末端。智能电表可实现长时间采集、分析用户用电数据,同时结合5G通信技术,能够实现海量终端并发式的用电数据通信。发掘用电数据中蕴藏的用电细节,研究用户类型及用电构成,可以协助电力企业为消费者提供个性化服务,改进故障检测和制定能源激励措施。此