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一种新型物理交联型凝胶聚合物电解质的制备与表征
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009
  • 相关基金:国家自然科学基金(20803035),2011年度江苏省省属高校自然科学研究重大项目(11KJA430006)和江苏高校优势学科建设工程项目资助
中文摘要:

以甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGM)和十六烷基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(HPEGM)为单体,三乙二醇二甲醚(TEGDME)为增塑剂,与锂盐(高氯酸锂,LiCIO4)和光引发剂(安息香二甲醚,DMPA)复合制成光敏体系,经紫外(UV)固化得到物理交联型凝胶聚合物电解质(GPE)薄膜.用红#FOR)光谱、差热分析(DSC)、拉伸测试和交流阻抗(AC)等方法对聚合物基体和电解质的性能进行了研究.结果表明:当共聚物P(MPEGM-co-HPEGM)中HPEGM含量为50%(w)时,十六烷基链段(C16)在聚氧化乙烯(PEO)链段静电斥力的作用下发生聚集,白组装形成了物理交联,提高了共聚物的空间稳定性:温度和电解质中各组分的含量对电导率均有较大的影响,综合性能较好的电解质在30℃时电导率可达8.7×10-4S·cm-1;采用循环伏安法测得该电解质的电化学窗口为0-4.5v(vs Li/Li+),可以满足锂离子电池的应用要求:组装成的LiFePO4/GPE/Li电池,在30℃时以0.1C和0.2C倍率进行充放电测试,首次放电容量分别为154.7和148.0mAh·g-1.

英文摘要:

A physically cross-linked gel polymer electrolyte (GPE) was obtained by photo-induced radical polymerization of a mixture of methoxy-poly(ethylene glycol) methacrylate (MPEGM), hexadecal-poly (ethylene glycol) methacrylate (HPEGM), triethylene glycol dimethyl ether (TEGDME), lithium salt (lithium perchlorate, LiCIO,), and photo-initiator (2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, DMPA). The resulting polymers and gel polymer electrolytes were characterized by infrared spectroscopy (IR), differential scanning calorimetry (DSC), tensile test, and alternating current (AC) impedance measurements. The results showed that the physically cross-linked polymer matrix was formed by C16 aggregation with the effect of electrostatic repulsion of PEO chains when the HPEGM content was high. The ionic conductivity of the obtained GPE is affected by its composition and the temperature. The GPE prepared with the optimum composition exhibited excellent mechanical properties and a relatively high ionic conductivity (up to 8.7 ×10-4S·cm-1 at 30 ℃). In addition, the GPE was found to present a wide electrochemical window (from 0 to 4.5 V (vs Li/Li+). In addition, a coin cell based on the gel electrolyte, with LiFePOJC as the cathode and metallic lithium as the anode, showed a discharge capacity as high as 154.7 and 148.0 mAh. g-1 at 30℃ under 0.1 C and 0.2C rates, respectively.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781