开题报告1研究背景及意义

2090年代出现的绿色高能环保电池，含有比功率高、能[1]现在锂离子电池所使用的电解质重要是锂盐的有机溶剂，但是这种液体电解质存在漏液现象从而造成电池安全性不佳、循环寿命不够长。因此，研究和开发固体电解质成为一种必然需求。固态聚合物电解质重要是由聚合物和盐构成的一类新型的离子导体，它不仅起到电解质的作用，并且充当了电池的隔阂，大大提高了电池的安全性能。除了含有液体电解质的优良性能，聚合物电解质含有质轻、成[2]高比能量、长寿命和低温性能良好的能源。因而聚合物电解质的研发更有助于便携式电子产品向小型化、轻量化和薄膜化发展。（＞4.5VPEO是研究最早、也是现在研究最广泛的聚合物基体之一。PEO含有溶解锂要提高聚合物电解质的导电性能，必须明确电解质的导电机制。现在对于聚合物电解质导电机制的研究重要形成两种观点：一种是非晶区导电机制，一种是晶区导电机制。两者的区别在于，前者认为锂离子的传输只存在于非晶区，依靠O分子链的运动带动锂离子的迁移；而后者认为复合结晶相能够为锂离子的传在离子传输通道中确保只有锂离子的传输，从而提高了锂离子迁移数。[5]O-程的重复进行，从而实现锂离子的快速迁移，即锂离子的迁移是藉链段由一种配Li-OL-O11PEOPEO结晶度的减少，复合体系的电导率明显提高，特别是诸多体系的室温电导率远远低于80~120℃时的电导率。如图2所示，在P(EO)20LiTFSI+xBMPyTFSI电解质[6]BMPyTFSI，60~70PEOPEO晶体2P(EO)20LiTFSI+xBMPyTFSIlogσ-1/TW.A.Henderson等[7]PEO-LiClO4P(EO)6:LiClO4从非概为2×10-9S/cm，这比同样非晶的电解质的电导率低了两个数量级。非晶的P(EO)10:LiClO4PEO晶体的出现，电导率也明显下图3PEO-LiClO4电解质从熔融骤冷至25℃的等温电导率及XRD(a)EO/Li=6（b）EO/Li=1056℃后的电导率4EO:Li=50PEO:LiTFSI58℃PEO基体的规整性，减少体系的结晶度，增加分子链的活动性。研究人员通过共PEOPEO及LiClO4Lewis酸互相作用提高了盐离子的解离[10]。5oMWCNTsPEO-LiClO4DSC..PEO32个醚氧原子，结晶区的醚5；阴离子位于管道之外。6P(EO)6:LiXF6（X=P,As,Sb）并且电导率比完全非晶的样品高一种数量级[14-15]（7。根据实验成果推测的8所示，锂离子被包裹在由五个醚7P(EO)6:LiPF6（●，P(EO)6:LiAsF6（■，P(EO)6:LiAsF6（▲）P(EO)6:LiSbF6（○）8P(EO)6:LiXF6（X=P,As,Sb）该组又发表了PEO与不同碱金属盐复合的电解质体系[16]，发现在6:1复合物还要高（9。9PEONaAsF6,NaPF6,KAsF6,RbAsF68:1.1010PEO-LiIMarzantowiczPEO-LiTFSI电解质体系的研究表明在较低温度下1111PEO:LiTFSI3:112比，14:1电解质的活动性较差，含有一定的结晶度，载流子数量较少。作者认为12TgPEOY.Gao等人[22]13CPEO-LiClO4复合物晶体的构jump，c轴传输。这也证明了晶区导电的机理。G.PEO固态聚合物电解质的离子导电机制。1、PEO考察制备办法（溶液共混和机械共混、锂盐含量、锂盐种类（LiClO4LiTFSINCl4（晶体形貌、晶体构造等方面的影响，明确不同条件下电解质体系的结晶特点，得到不同结晶形态的聚合物电解质。2、PEO3、PEOXRD、固态核磁等技术研究体系结晶状态变化对电解质膜中锂离子PEO基固态聚合物电解质的离子导电机制。.9-.5.1-.12.1-.6陈振兴.高分子电池材料.北京:化学工业出版社郑洪河.锂离子电池电解质.北京:化学工业出版社吴宇平,张汉平,吴锋等.聚合物锂离子电池.北京:化学工业出版社MeyerWH.PolymerElectrolytesforLithium-IonBatteries.AdvancedMaterials,1998,10ChengH,ZhuC,HuangB,etal.SynthesisandElectrochemicalCharacterizationofPEO-basedPolymerElectrolyteswithRoomTemperatureIonicLiquids.ElectrochimicaActa,,HendersonWA,PasseriniS.IonicConductivityinCrystalline-AmorphousPolymerElectrolytes-P(EO)6:LiXPhases.ElectrochemistryCommunications,,5(7):575-578.MarzantowiczM,DygasJR,KrokF,etal.InSituMicroscopeandImpedanceStudyofPolymerElectrolytes.ElectrochimicaActa,,51(8-9):1713-1727.FergusJW.CeramicandPolymericSolidElectrolytesforLithium-IonBatteries.JournalofPowerSources,,195(15):4554-4569.ZhouD,MeiXG,QuyangJY.IonicConductivityEnhancementofOxide-LiClO4ElectrolytebyAddingFunctionalizedMulti-WalledCarbonNanotubes.TheJournalofPhysicalChemistryC,,115(33):16688-16694.AndreevYG,BrucePG.PolymerElectrolyteStructureandItsImplications.ElectrochimicaActa,,45(8-9):1417-1423.MacGlashanGS,AndreevYG,BrucePG.Structureofthepolymerelectrolytepoly(ethyleneoxide)6:LiAsF6.Nature,1999,398:792-794.GadjourovaZ,MareroDM,AndersonKH,etal.StructuresofthePolymerElectrolyteComplexesPEO6:LiXF6(X=P,Sb),DetreminedfromNeutronPowderDiffractionData.ChemistryofMaterials,,13(4):1282-1285.GadjourovaZ,AndreevYG,TunstallDP,BrucePG.IonicConductivityinCrystallinePolymerElectrolytes.Nature,,412:520-523.StoevaZ,Martin-LitasI,StauntonE,etal.IonicConductivityintheCrystallinePolymerElectrolytesPEO6:LiXF6,X=P,As,Sb.JournaloftheAmericanChemicalSociety,,ZhangCH,GambleS,AinsworthD,etal.AlkaliMetalCrystallinePolymerElectrolytes.NatureMaterials,,8:580-584.GolodnitskyD,LivshitsE,RosenbergY,etal.Stretching-InducedChangesinIon-PolymerInteractionsinSemicrystallineLiI-P(EO)nPolymerElectrolytes.SolidStateIonics,,147(3-4):265-MarzantowiczM,DygasJR,KrokF,etal.InfluenceofCrystallineComplexesonElectricalPropertiesofPEO:LiTFSIElectrolyte.ElectrochimicaActa,,53(4):1518-1526.MarzantowiczM,KrokF,DygasJR,etal.TheInfluenceofPhaseSegregationonPropertiesofSemicrystallinePEO:LiTFSIElectrolytes.SolidStateIonics,,179(27-32):1670-1678.Fullerton-ShireySK,MaranasJK.EffectofLiClO4ontheStructureandMobilityPEO-BasedSolidPolymerElelctrolytes.Macromolecules,,42(6):2142-Fullerton-ShireySK,MaranasJK.StructureandMobilityofPEO/LiClO4SolidPolymerElectrolytesFilledwithAl2O3Nanoparticles.TheJournalofPhysicalChemistryC,,GaoYW,HuBW,YaoYF,ChenQ.SegmentalDynamicsofPEO/LiClO4ComplexCrystalsandTheirInfluenceontheLi+-IonTransportaioninCrystalLattices:A13CSolid-StateNMR