新型聚砜基嵌段共聚物膜用于锂硫电池的研究开题报告

 2023-04-11 02:48:48

1. 研究目的与意义(文献综述包含参考文献)

新型聚砜基嵌段共聚物膜用于锂硫电池的研究摘要:锂硫电池具有较高的理论比容量(以硫计1675 mAhg-1和2600 Whkg-1),以及低成本和绿色环保等优势,成为最有前景的下一代可充电储能器件之一。

然而,锂硫电池内部严重的多硫化锂穿梭现象导致了电池容量的下降和使用寿命的快速降低为了改善穿梭现象对隔膜进行表面修饰,引入功能化修饰层就成为了一种很有效的策略。

本文综述了近年来隔膜表面修饰所遵循的方法以及在此基础上开发的新型隔膜,并对功能化的隔膜在提升锂硫电池性能上的前景进行了展望关键词锂硫电池穿梭效应隔膜表面修饰引言锂硫电池是以硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池。

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题要研究或解决的问题(1)聚砜嵌段共聚物薄膜的制备与选择性溶胀成孔通过旋涂或直接涂覆的方法将嵌段共聚物膜与基底复合,获得具有一定机械强度的复合膜;研究聚砜/聚乙二醇嵌段共聚物的选择性溶胀开孔过程,确定适宜的溶胀剂,考察 PEG 受限取向结构和结晶结构在溶胀过程中的形貌演变,建立溶胀条件和共聚物组成与平均孔径、孔隙率的关系;研究溶胀过程中PEG 分子链向表面的迁移过程及膜的亲水性随溶胀条件的变化;考察溶胀条件对膜力学性能的影响。

(2)嵌段共聚物多孔膜在锂硫电池中的应用以选择性溶胀制得的多孔聚砜/聚乙二醇嵌段共聚物膜为隔膜,制备锂硫纽扣电池,考察不同聚砜/聚乙二醇嵌段共聚物膜对电池性能的影响,比较嵌段共聚物隔膜与其他均聚物隔膜的差异,建立制膜条件-隔膜结构-电池性能之间的关联关系。

本课题拟采用的研究手段(1)根据聚砜和聚乙二醇溶解性的不同,选择低链醇类、有机酸类等不同溶胀剂,对共聚物致密膜进行溶胀处理,采用SEM 观察不同溶胀温度和溶胀时间下共聚物的表面和截面的开孔情况,并用椭偏仪监测不同溶胀条件下膜厚以及孔隙率的变化,以建立溶胀条件、共聚物组成与平均孔径、孔隙率的关系。

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