粘土礦物改性PMMA基離子液體凝膠聚合物電解質研究.pdf

1、凝膠聚合物電解質具有安全可靠、質輕、易加工成型等優(yōu)點，是全固態(tài)鋰離子電池、電致變色器件、電化學傳感器和電容器等的關鍵部件，已成為近年來引人注目的熱門課題。但凝膠聚合物電解質在離子電導率、熱穩(wěn)定性、電化學穩(wěn)定性等方面還需要進一步的改進和提高。
　　本論文制備了四類粘土礦物/聚合物凝膠聚合物電解質，研究了它們的結構、微觀形貌、熱穩(wěn)定性和電化學性能。論文的主要工作如下:
　　用表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨對粘土礦物蛭石進行有機改

2、性，得到有機蛭石。以有機蛭石為改性劑，對以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)為聚合物基體，以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸乙烯酯(EC)為增塑劑，以離子液體BMIPF6為支持電解質的凝膠聚合物電解質進行改性，制備得到有機蛭石改性凝膠聚合物電解質膜。采用X-射線衍射、紅外光譜、掃描電鏡、熱分析和電化學測試等手段對凝膠電解質膜的結構和電化學性能進行了測試。結果表明，有機蛭石與聚合物基體相容性良好，添加量為8％時，其室溫

3、離子電導率可達4.01×10-3S/cm，電化學窗口可達3.8V。
　　通過沉淀法合成了CuO/海泡石，再經溶液澆注法得到不同含量CuO/海泡石改性PMMA/PEG-800聚合物電解質，浸潤在含35％離子液體BMIPF6的有機電解液(DMC+EC)得到凝膠聚合物電解質膜。采用X-射線衍射、紅外光譜、掃描電鏡、熱分析和電化學手段對凝膠聚合物電解質膜的結構和電化學性能進行了測試。結果表明，聚合物電解質膜表面呈多孔狀，而且CuO/海泡石

4、在凝膠聚合物電解質中實現(xiàn)了良好分散。隨著CuO/海泡石含量增加，凝膠聚合物電解質膜的電導率增高，熱穩(wěn)定性也明顯提高。
　　采用沉淀法制備NiO/海泡石，再用硅烷偶聯(lián)劑KH-550修飾NiO/海泡石，得到有機NiO/海泡石，以有機NiO/海泡石作為改性劑，經溶液澆注法得到不同含量有機NiO/海泡石改性PMMA/PEG-2000聚合物電解質，浸潤在含35％離子液體BMIPF6的有機電解液(DMC+EC)得到凝膠聚合物電解質膜。測定了凝

5、膠聚合物電解質的離子電導率、電化學穩(wěn)定窗口，并對其進行了X-射線衍射、紅外光譜、掃描電鏡、熱分析，結果表明有機NiO/海泡石均勻分散在聚合物基體中，其室溫最高離子電導率為4.76×10-3S/cm，電化學穩(wěn)定窗口達到3.6V。
　　利用聚吡咯、聚吡咯/坡縷石和Li-聚吡咯/坡縷石與PMMA/PEG-2000通過溶液共混法制備“離子-電子”混合聚合物電解質膜，浸潤在含35％離子液體BMIPF6的有機電解液(DMC+EC)得到凝膠聚合