4。 测试与表征方法 8

4。1 X-射线衍射From优T尔K论M文L网wWw.YouERw.com 加QQ75201^8766 分析(XRD) 8

4。2 差示扫描量热法(DSC) 9

4。3 傅里叶变换红外光谱(FTIR) 9

4。4 力学性能测定 9

4。5 电导率测定 9

5。实验结果与讨论 10

5。1 聚合物电解质的 XRD 分析 10

5。2 DSC 分析 11

5。3 FTIR 分析 14

5。4 力学性能测试 16

5。5 离子电导率 17

结果与展望 20

参考文献 21

致谢 22

前 言

1。锂离子电池(lithium-ion battery) 1。1 概述

在目前研究中，由于锂金属的比重最小，电极电势低，锂离子电池是综合性能最好的电 池体系。锂离子电池(LIB)具有低自放电、比能量高、无记忆效应、循环性能好和绿色环保 的特点[1]。符合现今各领域对电池能源高能量密度的要求，因而锂离子电池进入了人们的研 究视野。论文网

1。2 锂离子电池的工作原理

大多的电池工作原理一般都是利用“氧化——还原反应”。锂离子电池除了此原理之外， 还应用了电化学的“嵌入/脱嵌反应”[2]。即由于两极电压降的驱动，锂离子在电极材料构 成的“空间”中“嵌入”或是“脱嵌”，充放电过程中，锂离子可以在正负极定向移动。原  理如图 1 所示[3]。此反应具有良好的可逆性，因而锂离子电池具有高循环寿命。

图 1 锂离子电池原理示意图

2。电解质

2。1 概述

在水溶液中或者在熔融状态下能够导电的化合物，我们称之为电解质。根据电离的程度， 电解质被分为强电解质与弱电解质。本课题中，锂离子电池是一种浓差电池。充电时，锂离 子从正极通过电解质脱出，嵌入负极，此时负极处于富锂态；放电时，锂离子从负极通过电 解质脱出，嵌入正极，此时正极处于富锂态。电解质是制备高能量密度的锂离子电池的关键  材料。

2。2 常规电解质

常见的酸、碱、盐和活泼金属氧化物都是电解质。如：碳酸、醋酸、硝酸等酸，氢氧化 铜、氢氧化钡等碱，硫酸钠、碳酸钙、硫酸铜等盐都是电解质。

2。3 聚合物电解质的性能和分类

1973 年，Wight[4]等人发现聚环氧乙烯(PEO)和碱金属盐络合物(PEO-MX)具有相对较高 的离子导电性。此后人们就开始对聚合物电解质的性质和应用进行了深入的研究，拉开了聚 合物电解质的研究序幕。聚合物电解质不仅具有常规电解质较好导电性的特性，还具备一些 高分子所特有的特点，如质量轻、易成膜、弹性好等特点。这些特点一定程度上符合了现今 化学电源高效、环保、质轻、安全的趋势，因此成为了化学电源研究开发的热点。按聚合物 形态分，聚合物电解质主要分为固体聚合物电解质(Solid Polymer Electrolyte,SPE)和凝胶聚合 物电解质(Gel Polymer Electrolyte,GPE)[5]。文献综述

2。3。1 固体聚合物电解质(SPE) 固体聚合物电解质(SPE)的研究相对较早，是由锂盐和增加载流移的聚合物组成的体系。