凝胶型离子液体聚合物电解质的合成和性能研究

《凝胶型离子液体聚合物电解质的合成和性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、湖南师范大学硕士学位论文凝胶型离子液体/聚合物电解质的合成和性能研究姓名：黄雪原申请学位级别：硕士专业：有机化学指导教师：郭建平;尹笃林20090501摘要锂离子电池和超级电容器大多采用有机非质子溶剂作增塑剂，它易挥发，易漏液，不仅会降低电池的容量，还会对环境造成污染。为了提高凝胶型聚合物电解质的热稳定性，近几年来离子液体作增塑剂得到日益广泛的研究和发展。然而这类电解质的电导率大多只能达到104S．cml，还不能满足实际应用的要求(>lO—S·crnl)。因此，既具有良好热稳定性又能满足高电导率要求的凝胶型聚合物电解质有着广泛的应用前景。本文采用两步法合成了一系列性质稳定，不同

2、组成的离子液体：[BMIM]BF4、[BMIM]PF6、[BMIM]C1一ZnCl2、[BMIM]H2POa。并用红外光谱对其进行了结构表征。首次通过原位聚合制备出含L．酸性离子液体[BMIM]C1．ZnCl2的凝胶型聚合物电解质，并对其性能进行了研究。结果表明，当n([BMIM]C1一ZnCl2)／n(烯类单体)为7：3时，离子电导率约为0．36x10。S-cm"1；热稳定性明显优于传统以非质子溶剂作增塑剂的电解质体系。为了提高凝胶型聚合物电解质的电导率，采用[BMIM]C1一ZnCl2和非质子溶5芹／jPC、DMC形成的混合溶液作增塑剂，使电导率大大增加，达2．83x10～

3、S·cm一，且随温度变化符合VTF方程，聚合物电解质的热分解温度大于275。C，显示出良好的热稳定性。合成了同时含离子液体[BMIM]BF4或[BMIM]PF6和非质子溶剂的～系列凝胶型聚合物电解质，并对其性能进行了研究。结果表明，聚合物电解质的室温离子电导率都超过1O—S．cm-1，且随温度变化符TABSTRACTCommercialisedsupercapacitorsandlithium-ionbatteriesusuallycontainliquidorganicaproticsolventsplasticizingsalts．Thissituationbringsev

4、aporationofthesolventorthreatofpossibleleakage，whatleadsnotonlytodecreaseofthebakerycapacity，butalsoisenvironmentallyhazardous．Ionicliquidsmeettherequirementsofplasticizingsaltsandofferanimprovedthermaltogelpolymerelectrolytes．Theyhavebeendevelopedandstudiedextensivelyduringthelastfewyears．B

5、uttheirionicconductivityaremostabout104S·cm～，whichcann’tmeettherequestofconductivityofelectrolytes，i．e．>10～S·cml．Evidently，thepromisingapplicationofgelpolymerelectrolyteswithhighionicconductivityandexcellentthermalstabilityisbroughtforth．InThispaper，aseriesofRTILsweresynthesizedbytwo—stepmet

6、hod，whichwereidentifiedbyFT-IR．ThisRTILsare[BMIM]BF4，[BMIM]PF6，[BMIM]C1一ZnCl2and[BMIM]H2P04．Firstly，gelpolymerelectrolytescomprising[BMIM]C1一ZnCl2L。acidroomtemperatureionicliquidhavebeenpreparedandstudied．Thegelpolymerelectrolyteswereformedbyinsitufreeradicalpolymerization．Whilen([BMIM]C1-Zn

7、Cl2)／n(monomer)upto7：3，thegelpolymerelectrolyteshowedthemaximumionicconductivityofabout0．36x10一S·cm～．TheyhadgreaterthermalstabilitythanthetraditionalIIIelectrolytesystemsincludingliquidorganicaproticsolventsplasticizingsalts．Inordertodevelopmentofh