基于超支化聚醚的固体聚合物电解质性能研究

合成一种新型超支化聚醚类固体聚合物电解质. 通过交流阻抗技术测试分析了电解质的离子导电性能,结果表明:温度、锂盐添加量均对离子电导率有较大影响,当锂盐质量分数为30%时,电导率最高(80 ℃时5.45×10-4 S/cm;室温1.2×10-5 S/cm).     

聚氨酯／超支化聚醚／碱金属复合体系及其离子导电性

为了进一步提高聚氨酯/盐复合体系的离子电导率,合成了聚氧化乙烯聚氨酯（PEU）和超支化聚缩水甘油（HPG）,并与高氯酸锂掺杂得到聚氨酯固体电解质,样品成膜后利用红外光谱、DSC和复阻抗谱分析进行了表征,红外分析发现,随氧锂原子比[EO]/[Li]的减小,醚氧键的吸收峰发生红移、高氯酸根谱带则向高频方向移动、DSC和复阻抗谱分析表明该体系是非晶相材料,HPG的加入提高了聚氨酯体系的电导率,室温（20℃）下,[EO]/[Li]=4～6时其最佳电导率σ达到8.5μS/cm,该体系温度和电导率的关系既不完全符合Arrhenius方程,也不完全符合VTF方程,而是呈现为复杂的曲线关系,这可能与HPG的加入有关。     

单离子型聚氨酯固体电解质的导电理论

根据聚合物固体电解质与半导体的相似性，借鉴量子力学处理半导体和离子晶体的方法，初步研究了单离子型聚氨酯固体电解质的离子传导理论．并合成了一系列单离子型的聚氨酯固体电解质，用实验结果对此理论进行了验证，取得了较好的一致性．     

聚氨酯/全氟端基星型聚合物固体电解质

用全氟端基星型聚合物与线形聚氨酯共混，掺入高氯酸锂制成聚合物固体电解质．并利用红外光谱、拉曼光谱、差热分析、扫描电镜、交流阻抗谱等测试方法对电解质体系的溶盐性能、热性能和导电性能进行了研究．全氟端基星型聚合物是由全氟辛酸酰氯在作为核的超支化聚缩水甘油表面接枝得到．结果表明，含有全氟端基星型聚合物的固体电解质有更好的溶盐和导电性能．     

聚氨酯固体电解质的聚合物—离子相互作用及其导电作用

制备了一种结构类似于聚氨酯硬段的模型化合物,并以该模型化合物与聚氨酯和高氨酸钠盐复合,制备了一系列的聚氨酯型聚合物固体电解质,通过红外光谱和复阻抗谱分析方法对该体系的离子聚集形态、离子-聚合物相互作用进行了初步的探索,并对其离子导电性能进行了研究,结果表明,随着钠离子浓度的增加,钠离子优先与醚氧基发生络合,当其浓度达到较高水平后,转而主要与羰基发生络合;体系中盐浓度升高,自由离子和离子聚集体数目均有增加,该体系存在最佳盐程度,此时具有很高的离子导电性能,但电导率与温度关系不符合Arrhenius方程,硬段模型化合物的加入不利于体系的离子导电性能。     

超支化聚三唑固态聚电解质及其锂离子和锌离子导电性

带刚性结构的超支化聚合物具有优良的溶解性,度低黏与力学性能优异,可用于制备固态电解质.含叠氮基的单体M1和含炔基的单体M2在亚铜离子Cu⁺的催化下发生叠氮-炔点击化学反应,得到超支化聚三唑hb-GPTA.该聚合物具有良好的溶解性、成膜性和热稳定性（热分解温度为350 ℃）.将该聚合物分别与三氟甲基磺酰亚胺锂 (LiTFSI)及三氟甲基磺酸锌 (Zn(OTf)₂)进行掺杂,制备固态电解质,对其电化学性能进行表征.结果表明,hb-GPTA/LiTFSI体系具有更高的电导率（32.7 μ S·cm^-1）,电化学窗口为5.2 V;相比之下,hb-GPTA/Zn（OTf）₂体系电导率较低（0.42 μS·cm^-1）,但其在-1~6 V电压范围内一直保持稳定.结合电化学稳定性分析结果,可以推断含三氮唑的聚合物在制作锌离子电池方面具有潜在的应用价值.     

新型核-多臂聚合物的合成和表征

合成了以超支化聚缩水甘油为核，聚氨酯剂聚物为臂的新型星形聚合物，并利用核磁共振、Raman光谱、差热分析、X射线衍射等手段对其结构和性能进行了表征．结果表明，该聚合物超支化核的支化度为0．54，核臂比为1：4，且无明显结晶，呈无定型态．由自旋晶格驰豫时间Tl的变化可知，星形聚合物局部分子链段更容易运动．这些性质都有利于星形聚合物在固体电解质方面的应用．     

软段模型化合物对聚氨酯型固体电解质的影响

以聚氨酯、高氯酸钠盐和软段模型化合物为组分 ,制备了一系列的聚氨酯型聚合物固体电解质 .利用红外光谱、差示扫描量热、复阻抗谱等手段对该体系进行了表征 .结果表明 ,软段模型化合物对所研究的聚氨酯 /软段模型化合物 /高氯酸钠盐复合体系中离子 -聚合物间相互作用、玻璃化转变温度、离子电导率均有显著的影响 .软段模型化合物聚乙二醇 (Mn=1　 0 0 0 )的加入会引起体系玻璃化转变温度和离子迁移表观活化能的降低 ,导致聚氨酯硬段的聚集 .随着体系中软段模型化合物含量的增加 ,该固体电解质的电导率相应增加 ,室温下最高可达 1 0 μS/cm.     

超支化水性聚氨酯共混改性聚氨酯乳液的性能研究

利用乙酸酐对自身可以水分散的超支化水性聚氨酯(WHBPU)进行封端,得到了乙酰基封端的超支化水性聚氨酯(AWHBPU).研究了超支化水性聚氨酯共混改性聚氨酯乳液的剪切黏度、粒径分布以及表面张力.实验结果表明,对WHBPU羟基的封闭可以有效降低共混聚氨酯乳液的黏度;AWHBPU共混乳液偏离牛顿流体程度明显下降;粒径和表面张力测试表明,超支化水性聚氨酯进入胶束内部引起粒径上升是引起黏度下降的重要原因.     

软段模型化合物对聚氨酯型固化电解质的影响

以聚氨酯、高氯酸钠盐和软段模型化合物为组合，制备了一系列的聚氨酯型聚合物固化电解质，利用红外光谱、差示扫描量热、复阻抗谱等手段对该体系进行了表征，结果表明，软段模型化合物对所研究的聚氨酯/软段模型化合物/高氯酸钠盐复合体系中离子-聚合物间相互作用，玻璃化转变温度、离子电导率均有显著的影响，软段模型化合物聚乙二醇(Mn=1000）的加入会引起体系玻璃化转变温度和离子迁移表观活化能的降低，导致聚氨酯硬段的聚集，随着体系中软段模型化合物含量的增加，该固体电解质的电导率相应增加，室温下最高可达10μS/cm。     

聚氨酯/聚氧乙烯磺酸钠复合膜的导电性能

通过聚醚聚氨酯与聚氧乙烯磺酸钠共混制得了一系列单离子型聚合物固体电解质，运用红外光谱，Raman光谱，差示扫描量热法，交流复阻抗谱等多种手段对体系的形态，结构和性能进行了表征，结果表明，聚氧乙烯磺酸钠能同时起到离子源和增塑剂的作用，在所研究的范围内，增塑效果随着离子化低聚醚相对分子质量的增大而显著增加，在相同氧钠比情况下，PU／SPEO800体系的离子电导率最高，60℃下可达0．1μS／cm，并且该体系具有良好的成膜性和力学性能，是一种理想的聚合物固体电解质材料。     

聚氨酯／LiCF3SO3电解质体系的导电机理

利用FT-Raman、FT-IR和复数阻抗谱,对聚氧化乙烯聚氨酯/LiCF3SO3固体电解质样品中离子在聚合物电解质中的导电机理进行了研究,发现导电离子以自由离子、离子对和聚集体的形式存在于体系中,离子状态随盐浓度不同发生变化,自由离子比率随温度的上升而下降;对离子的存在状态与电导率之间的关系进行了研究,发现体系的电导率随自由离子的比率上升而变大;初步探讨了离子在体系中的导电机理;对Nernst-Einstein公式在聚合物电解质体系的应用做了校正,建立了合理的自由离子浓度和电导率的关系。     

PVDF-HFP微孔膜电解质的制备及性能

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,水为非溶剂经相转移制备聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物电解质,用扫描电子显微镜、交流阻抗和线性扫描对所制聚合物膜进行表征.实验结果表明:相转移法制得的微孔膜孔隙丰富,吸液率可达480%,电化学稳定窗口为5.5 V,浸取电解液后室温离子电导率为4.7 mS?cm-1;以LiCoO2为正极制得的聚合物电池0.2 C充放电, 首次放电平台为3.85 V以上, 放电容量为133.5 mA?h?g-1,循环过程中充放电效率高于98%,50次循环后容量保持为130 mA?h?g-1,以0.5 C和1 C放电时分别能保持0.1 C放电容量的94%和92%.     

Sr_(0.69)La_(0.31)F_(2.31)+SrS固体电解质材料的电性质研究

用交流阻抗谱法测定了SrS含量(wt％)在1～5的Sr_(0.69)La_(0.31)F_(2.31)+SrS 多晶固体电解质材料的阻抗谱。结果表明,在温度大于700℃时该材料表现出均匀性及各向同性,且无晶界对导电性能的影响。故可将其近似地看作立方单晶,得到了该材料的电导激活能,随材料中非导电的 SrS 单相含量增加,电导激活能也升高,SrS 对离子导电起阻碍作用。各个样品在 980～1490 K 温度范围内的离子电导率完全可以满足作为固体电解质材料应用的要求。     

改性的聚氧化乙烯聚合物电解质的研究

本工作采用聚乙二醇４００和二氯甲烷为主要原材料合成新型固体聚合物电解质－亚甲基 连接聚氧化乙烯，所得的聚合物重均分子量大于１０～５ｇ／ｍｏｌ，室温下呈固态弹性体．ＤＳＣ实验表 明聚合物的玻璃化转变温度Ｔｇ＝－６１．２℃，结晶熔融温度Ｔｍ＝９℃．ＡＣ阻抗谱测得聚合物经 ＬｉＣＦ３ＳＯ３掺杂后在室温下的电导率σ＝６×１０～－５Ｓ／ｃｍ，与 ＰＥＯ－盐电解质相比较，提高了三个 数量级．     

IPN固体电解质

聚合物固体电解质的研究取得了很大进展。概述了ＩＰＮ固体电解质的研究状况，并对其发展前景作了简要讨论。