题目：全固态聚合物电解质的制备及性能研究

本论文从聚合物基体的选择与添加物质的选择、合成到全固态聚合物电解质膜的制备着手，对全固态聚合物电解质膜的性能进行了改进和优化，制备了性能良好的全固态聚合物电解质膜。本论文从以下四个方面研究了聚合物电解质膜室温下的离子电导率的影响因素。实验中以PEO为基体，通过加入不同种类的纳米粒子、与不同种类的聚合物共混以及加入小分子的固体有机增塑剂的方法来制备了不同种类的全固态聚合物电解质膜，并分别对其电化学性能和表面形貌等进行了测试。(1)根据路易斯酸碱理论，通过引入介孔分子筛MCM-48（介孔分子筛的一种，通过不同的命名来表示孔道结构的不同），导电聚合物纳米球状聚吡咯(PPy)来制备纳米全固态聚合物电解质膜，实验研究发现，由于纳米粒子的半径太大，纳米粒子不能在聚合物基体中进行良好的分散，因此，对锂离子的传导起到了阻碍作用。(2)以PEO为基体，引入球状的聚（醋酸乙烯酯-马来酸酐）共聚物（P(MAn-VAc)）制备聚合物电解质膜，聚（醋酸乙烯酯-马来酸酐）共聚物的酸酐结构是富电子的基团，对锂离子有非常强的吸附作用，研究结果发现，聚（醋酸乙烯酯-马来酸酐）共聚物的加入可以很大程度上降低PEO的结晶度，并且制备的聚合物电解质膜的离子电导率在273K时可以达到10-6S/cm的数量级。(3)将PEO与聚丙烯酸锂(PAALi)和高氯酸锂(LiClO4)共混，研究发现，聚丙烯酸锂和高氯酸锂的加入可以很大程度上降低PEO的结晶性，并且随着高氯酸锂含量的提高，体系的离子电导率增加，实验测试结果发现，制备的PEO+PAALi+15wt%LiClO4聚合物电解质膜的电化学稳定窗口可以达到4.75V vs Li+/Li。(4)以PEO为基体，加入小分子的有机增塑剂丁二腈，研究锂盐的含量对体系离子电导率的影响。研究结果发现，体系的离子电导率随着锂盐含量的增加而逐渐的增加，当烘干温度为30℃时，体系中三氟甲基磺酸锂(LiCF3SO3)的含量达到25wt%时，体系的离子电导率达到最大值，室温下可达到7×10-4S/cm。实验结果显示，丁二腈的含量对锂盐的溶解有促进作用，在丁二腈含量减小的情况下，即当烘干温度为60℃时，聚合物电解质膜的离子电导率在LiCF3SO3的含量为15wt%时达到最大值。电化学稳定窗口的测试结果显示，30℃条件下烘干的PEO-SN-25wt%LiCF3SO3聚合物电解质膜的电化学稳定窗口为5.2V vs Li+/Li，满足实际应用需要。