锂盐种类及含量对PEO基聚合物电解质电化学性能的影响开题报告

 2024-06-24 15:56:37

1. 本选题研究的目的及意义

近年来,随着电动汽车、便携式电子设备等领域的快速发展,对高能量密度、高安全性的储能器件的需求日益增长。

锂离子电池作为一种重要的储能器件,其电解质材料的性能直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性等关键指标。

目前,商用的锂离子电池主要采用液态有机电解液,但其存在易燃、易泄漏、与锂金属负极相容性差等问题,严重制约了电池的安全性能和能量密度的进一步提升。

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2. 本选题国内外研究状况综述

聚合物电解质的研究始于20世纪70年代,近年来随着锂离子电池的快速发展,PEO基聚合物电解质因其具有良好的柔韧性、可加工性、机械强度高、成本低廉、易于制备等优点,成为固态电解质领域的研究热点。

国内外学者对PEO基聚合物电解质进行了大量的研究,并在提高其离子电导率、拓宽电化学窗口、改善界面性能等方面取得了一系列进展。

1. 国内研究现状

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3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究将从以下几个方面对锂盐种类及含量对PEO基聚合物电解质电化学性能的影响进行研究:
1.制备不同种类锂盐和不同锂盐含量的PEO基聚合物电解质,并对其进行结构表征。

2.测试不同种类锂盐和不同锂盐含量对PEO基聚合物电解质离子电导率的影响,分析其变化规律,并研究其内在机理。

3.测试不同种类锂盐和不同锂盐含量对PEO基聚合物电解质锂离子迁移数的影响,分析其变化规律,并研究其内在机理。

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4. 研究的方法与步骤

本研究将采用实验研究与理论分析相结合的方法,具体步骤如下:
1.文献调研:查阅国内外相关文献,了解PEO基聚合物电解质的研究现状、锂盐种类及含量对电解质性能影响的最新进展,为本研究提供理论基础。

2.材料制备:采用溶液浇铸法制备不同种类锂盐和不同锂盐含量的PEO基聚合物电解质,并对其进行结构表征,如XRD、FTIR、SEM等,以确定其物相组成、化学结构和微观形貌等。

3.电化学性能测试:采用电化学阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)等测试方法,研究不同种类锂盐和不同锂盐含量对PEO基聚合物电解质离子电导率、锂离子迁移数、电化学窗口等电化学性能的影响。

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5. 研究的创新点

本研究的创新点在于:
1.系统研究了不同种类锂盐(如LiTFSI、LiClO4、LiBF4等)对PEO基聚合物电解质电化学性能的影响,并结合锂盐的阴离子结构、溶解度、缔合能力等因素,深入探讨了锂盐种类对电解质性能影响的内在机理。

2.在较宽的范围内研究了锂盐含量对PEO基聚合物电解质电化学性能的影响,并结合聚合物电解质的链段运动、离子缔合等因素,深入分析了锂盐含量对电解质性能影响的规律。

3.结合实验结果和理论分析,建立了锂盐种类及含量与PEO基聚合物电解质性能之间的构效关系,为设计和制备高性能PEO基聚合物电解质提供了理论指导。

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6. 计划与进度安排

第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲

第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文

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7. 参考文献(20个中文5个英文)

[1] 刘冬玲, 许宜铭, 宋俊杰, 等. 聚环氧乙烷基固态聚合物电解质研究进展[J]. 材料导报, 2020, 34(1): 93-104.

[2] 郭亚丽, 郭林, 周航, 等. 复合固态聚合物电解质的研究进展[J]. 材料导报, 2019, 33(15): 2662-2671.

[3] 张校刚, 张凯, 王现伟, 等. 固态聚合物电解质的研究现状及发展趋势[J]. 化工新型材料, 2020, 48(6): 24-29.

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