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摘 要

现今锂电池大多采用液态电解质，受环境因素等因素影响较大，存在一部分安全问题；而固态聚合物电解质安全性能更高，同等充放电次数下，比液态电解质保持更高的性能，在锂电池领域拥有很好的实用前景。本论文课题基质为PEO/PDMS共混物，并掺混三氟甲基磺酸锂来制得固态电解质锂电池。由于PEO其高结晶性，室温Li 难迁移、离子电导率也比较低，利用六甲基二硅氮烷改性的N-20二氧化硅来做增容剂，以此降低体系的结晶度，并最终制得相应的膜，再用拉伸试验、差示扫描量热法（DSC）、流变性能进行测试表征与分析。通过我们的试验研究，运用占体系总比重10%改性的二氧化硅并配合亲水剂效果最明显，最终占体系比重20%三氟甲基磺酸锂电导率最高、性能最佳。

关键词：全固态电解质 二氧化硅 增容剂 六甲基二硅氮烷 电导率

Study on the Performance of PEO / PDMS Semi - interpenetrating Network System

ABSTRACT

Most of the current lithium batteries using liquid electrolyte, subject to environmental factors and other factors, there are some security issues; and solid polymer electrolyte safety performance, the same number of charge and discharge times, liquid electrolyte to maintain higher performance in the lithium battery ,The field has a very good practical prospects. The subject of this paper is PEO / PDMS blends and mixed with lithium trifluoromethanesulfonate to prepare solid electrolyte lithium batteries. Because PEO has high crystallinity, room temperature Li is difficult to migrate, ion conductivity is relatively low, hexamethyldisilazane modified N-20 silica is used as compatibilizer to reduce the crystallinity of the system, and finally The corresponding films were prepared and characterized by tensile test, differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic rheological properties. Through our experimental study, the use of the total proportion of the system 10% modified silica and with the most obvious effect of hydrophilic agent, and ultimately accounted for 20% of the proportion of the system, the highest conductivity of trifluoromethanesulfonate, the best performance.

Keywords: all solid electrolyte；silica；compatibilizer；hexamethyldisilazane；conductivity

目录

摘要………………………………………………………………………………………………I

锂盐掺混PEO/PDMS半互穿网络体系的性能研究 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 PEO性能简介及应用 1

1.2 PDMS的特点及应用 1

1.2. 1 PDMS的结构特点 1

1.2. 2 PDMS的使用特性及本论文的应用 2

1.3 N-20纳米二氧化硅 3

1.3.1物理、化学改性 3

1.3.2 N-20的制备方法 3

1.3.3与PDMS作用机理 3

1.4六甲基二硅氮烷 4

1.5本课题共混体系电导率的研究与测定 5

1.5.1聚合物电解质中对导电机制影响的因素 5

1.5.2电导率的研究与计算 6

1.6本论文研究的主要内容及意义 7

1.6.1本论文主要研究内容 7

1.6.2目前研究存在的问题 7

1.6.3尚需解决的关键问题 7

第二章 实验部分 8

2.1 实验试剂和仪器 8

2.1.1试剂： 8

2.1.2实验仪器 9

2.2 PEO/PDMS共混体系的预制备 9

2.3 改性二氧化硅与亲水剂对共混体系的实验研究 10

2.3.1本论文SiO₂的改性方法 10

2.3.2 亲水剂对低分子量体系实验模拟 10

2.4 增容性PEO/PDMS共混体系的制备 11

2.5 SiO₂改性PEO/PDMS共混材料的表征 12

3.1改性SiO₂增容效果对比 13

3.1.1力学性能测试 15

3.1.2 电导率的分析 16

3.2复合聚合物膜中不同比重锂盐流变性能测试与分析 17

3.2.1 锂盐G’的流变性能分析 17

第四章 全文主要结论 23

4.1结论 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 绪论

1.1PEO性能简介及应用

聚氧化乙烯(Polythylene oxide)又称聚氧乙烷，是环氧乙烷多相催化开环聚合而成的高分子量聚合物。其分子式为[CH₂-CH₂] _n。由环氧乙烷聚合而成不同聚合度的高分子量物质，具有明显的晶型结构，其聚合物的性能主要取决于平均分子量的大小，本课题采用40w分子量的PEO，呈蜡状固体色泽随分子量、催化剂和溶剂不同而变化。硬度和软化温度随分子量增大而减小，水溶液可盐析，溶于三氯甲烷、乙腈、二氯甲烷、甲苯、二甲苯等，不溶于乙醚、乙烷。PEO延伸性能很好，也具有良好的复合性能，虽然易溶于水，但和其它水溶性树脂相比，其吸温性非常低，这是因为结晶度高的缘故。运用中，通过PEO的改性能充分发挥其实际使用价值。

PEO的应用：

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