导　　师： 张爱玲

学科专业： H0501

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 沈阳工业大学

摘　　要： 聚合物电解质在化学电源、电致变色、光电化学和化学传感器等方面的巨大应用前景是目前科学研究的热点。特别是凝胶型聚合物电解质已经在各种高档设备和仪器中使用,但存在电解质膜稳定性和机械性差、液体电解质的渗析、电解质膜与电极相容性等问题。复合型聚合物电解质作为一种固态聚合物电解质,有望取代目前用于锂电池的液态电解质,但其室温电导率较低,仍达不到实际应用的要求。为了提高聚合物电解质的电导率,添加酸化纳米粒子（TiO₂或SiO₂）,制备出纳米粒子/PEO复合聚合物电解质。通过X-射线衍射、IR、DSC、SEM、POM、数字显微镜、拉伸测试和交流阻抗对电解质膜的性能进行了表征,主要研究了无机微粒中酸含量对电解质电导率的影响。结果表明,SiO₂微粒中酸含量对电导率影响不大;TiO₂微粒中的酸含量与电导率成正比。当含酸量为8%时,电解质的室温电导率可达1.83×10^-6S/cm。利用液晶离聚物的液晶性和离子导电性,首次把液晶离聚物应用到锂离子电池电解质当中,制备出液晶离聚物（主链液晶离聚物MLCI或侧链液晶离聚物SLCI）/PEO固体聚合物电解质,此种聚合物电解质在国内外未见报道。通过IR、DSC、SEM、POM、数字显微、拉伸测试和交流阻抗对电解质膜的性能进行了表征,主要研究了液晶离聚物含量对电解质电导率的影响。结果表明,MLCI的加入增加电解质的结晶,但提高了电导率。电解质的电导率随着MLCI含量的增加先升高后降低,在其含量为3%时,电解质的电导率达到最大值1.15×10^-5S/cm;对于SLCI的加入,电解质结晶度增加,电导率随着SLCI含量的增加而降低,在其含量为7%时,电解质的电导率减小到10^-8S/cm数量级。采用导电增强机制和动态键合渗透理论模型,解释结晶度的增加,电导率增大的原因:通过提高实际扩散系数D_σ,也就是增加有效载流子的浓度,从而提高聚合物电解质的电导率。

关 键 词： 固体聚合物电解质 电导率 锂电池 液晶离聚物

分 类 号： [O631.3]

领　　域： [理学] [理学]