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《哈尔滨工业大学》 2008年
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PEO基镍钴酸锂离子导电膜的制备及其性质研究

杨柳  
【摘要】: 采用溶液浇铸法,首次选用LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2为无机添加剂制备了聚环氧乙烷(poly ethylene oxide, PEO)基全固态复合聚合物电解质(Solid Polymer Electrolyte,SPE)膜,并与皂石、改性蒙托土(MMT)为无机添加剂制备的SPE膜等进行了比较,考察了无机添加剂的种类、含量、环境温度、锂盐含量、水分含量、体系成膜热处理时间、搅拌温度、搅拌时间等因素对体系化学及物理性能的影响,优化了制备工艺,计算了体系的活化能。利用XRD、SEM、FTIR、DSC、机械拉伸、线性扫描伏安法、计时电流法等手段对电解质膜的晶体结构、微观形貌、结构组成、机械性能、离子迁移数,电化学稳定窗口等进行了表征。 XRD测试结果表明,LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2等无机添加剂的加入降低了PEO的结晶度,有利于SPE膜离子电导率的提高;SEM测试表明,各无机添加剂使SPE膜更加致密和平整;FTIR测试表明,各无机添加剂的加入没有改变PEO主链的拓扑结构;DSC测试表明,LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2降低了PEO的结晶相的百分含量,这与XRD的测试结果是相吻合的;机械拉伸实验表明,无机添加剂的加入提高了SPE膜的机械强度,改善了膜材料的可加工性能,同时保持了良好的塑性特征;线性扫描伏安测试表明,所制备的SPE膜电化学稳定窗口在3.5V左右,需要进一步提高;计时电流测试表明,无机添加剂提高了SPE膜的离子迁移数,其中PEO-LiClO_4-LiNi_(0.8)Co_(0.2)O_2膜材料的离子迁移数达到0.83,其离子电导率达到5×10~(-4)S/cm(25℃)。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB383.2

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