PVA-PAA-KOH碱性凝胶聚合物电解质薄膜的研究

由聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)成功制备了PVA-PAA-KOH碱性凝胶聚合物电解质薄膜.XRD结果表明,PAA和KOH的加入,有效降低了PVA的结晶程度,并使得该薄膜处于无定形态.交流阻抗结果表明,该薄膜的电导率随着PVA含量的增加而减小.当薄膜组成为PVA:AA:KOH=10:50:40(质量比)时,其室温电导率最大,为2.4×10-2S/cm.循环伏安(CV)和激光拉曼光谱结果表明,该电解质膜具有较好的电化学稳定性.以此薄膜为电解质组装聚合物镍氢二次电池,结果表明,与碱性水溶液为电解液的电池相比,该聚合物电池具有较优的循环寿命,低倍率放电性能良好.     

PVA碱性凝胶聚合物电解质电化学稳定性及其在锌镍二次电池中的应用

溶解铸膜法制备了PVA(聚乙烯醇)-KOH碱性聚合物电解质.用循环伏安和激光拉曼光谱对其电化学稳定性进行了研究,并将其应用于锌镍二次模拟电池.结果表明,该固态电解质具有较好的稳定性,循环寿命远远高于以5 m o l/L KOH水溶液为电解质的锌镍电池.     

全固态碱性Cd/Ni二次电池的制备及其性能

用溶液浇铸法制备含有聚乙烯醇(PVA)/羧甲基纤维素(CMC)聚合物、KOH和水的复合碱性固态聚合物电解质PVA/CMC/KOH/H2O.采用扫描电镜,循环伏安和交流阻抗技术研究PVA/CMC/KOH/H2O的特性.研究结果表明：在室温时,PVA/CMC/KOH/H2O离子电导率最高可达7.1×10-2S·cm-1;在循环伏安曲线上,在0.15,-0.30和-0.70 V时出现明显的氧化还原峰.以PVA/CMC/KOH/H2O为电解质组装的电池,当以1 mA/cm2的电流密度放电时,在1.10～1.40 V有放电平台出现;当以3 mA/cm2电流密度充、放电时,电池经过42次循环后,充、放电效率为88％～95％,表明PVA/CMC/KOH/H2O电解质具有较强的稳定性;电池内阻随着充电过程的进行逐步降低,随着放电过程的进行急剧增大;内阻的增加除了与电极充放电状态有关外,还与外加电场对电解质的影响有关.     

碱性固体聚合物电解质膜的制备及性能研究

以聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)和KOH为原料,运用溶液浇注法制备了PVA-KOH-PEG-H2O电解质膜,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、交流阻抗(AC)和循环伏安(CV)等技术对其结构和性能进行表征。结果表明,碱性固体聚合物电解质膜(m(PVA)∶m(KOH)∶m(PEG)=1∶3∶1)的室温(15℃)电导率可达到0.106 S/cm,电导率与温度关系符合Arrhenius方程。XRD测试结果表明,PVA和PEG均以无定形形式存在于碱性固体聚合物电解质膜中;SEM测试结果表明,PVA和PEG在聚合物中形成均一的形貌;循环伏安曲线表明,碱性固体聚合物电解质膜的电化学稳定窗口为2.4 V。此外,组装了Al/AgO电池,并进行了充放电测试。     

PVA基碱性复合聚合物电解质的制备及其性能

以聚乙烯醇(PVA)、丙三醇(GROL)、SiO2、KOH为原料,采用溶液浇铸法制备PVA基碱性复合聚合物电解质(ASPE)膜.运用交流阻抗法、循环伏安法、X线衍射和红外光谱等技术表征其性能.研究结果表明:添加增塑剂GROL后体系的电化学稳定窗口及力学性能有所降低,在具备良好机械强度前提下,适量GROL的加入可以显著提高体系的离子电导率;PVA/SiO2/KOH/H2O ASPE显示了良好的电化学性能和力学性能,当SiO2添加量为7%(质量分数)时,碱性聚合物电解质的室温离子电导率达到最高14.56×10-3 S/cm,与纯PVA/KOH相比提高了1个数量级;电化学稳定窗口为2.4V,50次循环后窗口大小基本不变.     

正极自支撑的聚合物电解质的制备

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,聚偏氟乙烯-六氟丙烯为聚合物基质,采用直接挥发溶剂法制备正极自支撑的聚合物电解质,并以锂为负极制备LiCoO2聚合物电池.用扫描电子显微镜和循环伏安实验对聚合物电解质进行表征,用红外光谱分析了电解质微孔的形成机理,并对聚合物电池的充放电性能和界面阻抗进行测试。结果表明:直接挥发溶剂制得的聚合物电解质孔穴丰富,电化学稳定窗口达5.5 V.采用正极自支撑电解质可改善材料的力学性能,降低电池的界面阻抗;制备的聚合物电池界面性质稳定,循环40次后容量保持率为97.5%,0.5C和1C倍率放电分别能保持0.1C放电容量的97.8%和95.7%.     

细菌纤维素凝胶聚合物电解质的制备与性能

利用溶剂转换法制备新型锂离子电池凝胶聚合物电解质(GPE).通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)分析、广角X射线衍射(WXRD)、力学拉伸及交流阻抗等测试,分析了细菌纤维素凝胶聚合物电解质的微观形态、结构以及电化学性能.研究结果表明:室温下细菌纤维素凝胶聚合物电解质的离子电导率高达1.6×10-2S/cm,拉伸强度达到39.8MPa,其在锂离子电池开发中具有良好的应用前景.     

磁控溅射制备全固态薄膜锂离子二次电池及其性能研究

在SUS304不锈钢衬底上以粉末靶材为溅射靶源,利用射频磁控溅射技术制备出非晶态结构的V2O5、LiPON和LiMnO4薄膜,并借助扫描电子显微镜(SEM)测试手段对薄膜的形态进行表征.用此3种沉积的材料依次作为薄膜电池的负极、固体电解质和正极,金属钒则作为集电极,成功制备出全固态薄膜锂离子二次电池.实验结果表明,截止电位控制在0.3～4.0V之间测试时,该薄膜电池具有良好的充放电特性;经过500次循环后,其电化学性能趋于稳定,放电容量保持在2.67 μAh/cm2左右;采用恒定电流为20 μA进行循环性能测试时,首次放电容量达到4.41 μAh /cm2,循环寿命则可达到1 500次以上.     

改性剂对PVA基碱性固体聚合物电解质性能的影响

为了改善PVA-KOH-H2O体系碱性固体聚合物电解质(ASPE)的性能,采用溶液浇铸法向其中添加改性剂制备复合电解质膜,利用X射线衍射仪(XRD)、循环伏安法(CV)和交流阻抗法(AC)等对电解质膜的物相和性能进行了表征.研究结果表明:聚合物电解质以无定形态为主,含极少量晶相,改性剂的适量添加可以降低电解质膜的结晶度增大无定形区域,离子电导率随PEO的加入先减小后增大,随增塑剂的加入先增大后减小,三种改性剂中GROL效果最好可达4.52×10-2 S/cm,电化学稳定窗口随改性剂的添加略微变窄,但仍显示了较好的电化学稳定性,当三种物质同时共混加入时电化学性能优于单个组分.该研究结论对制备高能量碱性固体电池具有一定的参考价值.     

国外科技简辑

英国开发的固体电池英国 Dowty Batteries 公司研制成功信用卡片一样大的锂固体(LSS)电池。它由三个薄膜层组成,即由锂薄膜形成的阳极,离子传导性聚合物制成的电解质(也作为电极间的隔离物用),以及活性物质,金属性集电体以及含有聚合物的电解质的薄膜状阴极组成。该电池可自动地制成一次电池或二次电池