Физико-химические свойства сетчатых литийпроводящих гель-электролитов на основе полиэфирдиакрилатов

• Автор: Баскакова, Юлия Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Цель работы

Научная новизна

Практическая значимость

Апробация работы

Личный вклад автора

Публикации

Объем и структура работы

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Компоненты жидких электролитов
1.1.1. Апротонные органические растворители
1.1.2. Соли лития
1.2. Полимерные гельэлектролиты
1.2.1. Г ельэлектролиты на основе полиэтиленоксида
1.2.2. Гельэлсктролиты на основе поливинилиденфторида и его сополимера с гексафторпропиленом
1.2.3. Г ельэлектролиты на основе полиметилметакрилата
1.2.4. Г ельэлектролиты на основе полиакрил онитрпла
1.2.5. Г ельэлектролиты на основе поливинилхлорида
1.2.6. Гельэлсктролиты на основе полиакрилатных систем
1.3. Гельэлектролиты с ионными жидкостями
Заключение
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Исходные компоненты
2.2. Оборудование
2.3. Методики синтеза полимерных гельэлектролитов на основе иолиэфирдиакридатов
2.3 Л. Подготовка реактора для синтеза Г1ГЭ
2.3.2. Синтез тонкопленочных гельэлектролитов
2.3.3. Синтез гельэлектролитов на сепараторе
2.4. Методики сборки электрохимических ячеек
2.4.1. Ячейки для метода электрохимического импеданса
2.4.2. Ячейки для метода вольтамперометрии
2.5. Метод спектроскопии электрохимического импеданса
2.6. Метод вольтамперометрии
2.7. Метод дифференциальной сканирующей калориметрии
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СЕТЧАТЫХ ГЕЛЬЭЛЕКТРОЛИТОВ ПЭДА1лСЮ4ГБЛ, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ РАДИКАЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
3.1. Кинетика радикальной полимеризации ПЭДА в жидких органических электролитах
3.2. Зависимость электрохимических свойств гельэлектролитов от характеристик исходного ПЭДА
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИТЕЛЕЙ НА СВОЙСТВА ГЕЛЬЭЛЕКТРОЛИТОВ НА ОСНОВЕ ПО Л ИЭ ФИРДИ АКРИЛАТА
4.1. Исследование фазового состояния жидких и гельэлектролитов
4.2. Зависимость электрохимических характеристик ПГЭ от состава электролита
ГЛАВА 5. НОВЫЕ ГЕЛЬЭЛЕКТРОЛИТЫ А ОСНОВЕ ПОЛИЭФИРДИАКРИЛАТА И 1 М 1ЛВГ4 В уБУТИРОЛАКТОИЕ
5.1. Гельэлектролиты па основе ПЭДА и 1 М 1лВР4 в ГБЛ
5.2. Тонкопленочные гельэлектролиты на сепараторах
5.3. Испытания макетов первичного источника тока ТдГТГЭСРхп
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Смсм1 при комнатной температуре, что сопоставимо с проводимостью жидких электролитов. Методом термополимеризации синтезированы тонкопленочные сетчатые гельэлекгролиты на основе полиэфирдиакрилата и 1 М 1ЛВР4 в ГБЛ, имеющие проводимость порядка З. См см1 и высокие токи обмена на границе 1лэлектролит до 3. Асм при С, работоспособные в интервале температур от до С. Разрядные характеристики макета первичного источника тока 1лПГЭСРхп с данными гельэлектролитами не уступают аналогичным с жидким электролитом. Синтезированы и исследованы новые сетчатые гельэлектролиты на основе полиэфирдиакрилатов, имеющие высокую объемную проводимость порядка Ю3 Смсм1 при С, хорошую совместимость с металлическим литием, что делает их перспективными для литийполимерных аккумуляторов. Кроме того, наличие изначально в составе ПЭДА 1,6диоксокраун4 значительно упрощает и удешевляет получение полимерного гельэлектролита с улучшенными электрохимическими свойствами, особенно при низких температурах. Гельэлектролиты на основе полиэфирдиакрилата и 1 М 14 в ГБЛ могут быть использованы для замены жидкого органического электролита в первичных литийфторуглеродных источниках тока для отечественных электрокардиостнмуляторов, устраняя тем самым утечку растворителя и повышая надежность и безопасность ХИТ. Основные результаты исследований были представлены в виде устных и стендовых докладов на III Всероссийской Каргинской конференции Полимеры г. Москва, г. Фестивале студентов, аспирантов молодых ученых Молодая наука в классическом университете г. Иваново, г. Ii v i , i, . Ii I i, , г. VIII IX Международных конференциях Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах г. Екатеринбург, г. Уфа, г. VI Международной конференции Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики г. Саратов, г. VIII Ii i i ii , г. VIII Международном совещании Фундаментальные проблемы ионики твердого тела г. Черноголовка, г. Автор непосредственно участвовал в постановке и проведении всех экспериментов по синтезу полимерных гельэлектролитов и их исследованию методом спектроскопии электрохимического импеданса, обработке полученных данных. Анализ, интерпретация и обобщение результатов выполнены соискателем совместно с научным руководителем к. Ефимовым О. Н. и соавторами опубликованных работ к. Ярмоленко О. В., Тулибаевой Г. З.. Синтез исходных полиэфирдиакрилатов проведен в лаборатории физикохимии полимерных матриц ИТТХФ РАН. Исследования гсльэлектролитов методом ДСК и изотермической калориметрии выполнены инженером Альяновой Е. Е. и к. Джавадян Э. А. НГ1ХФ РАН, при этом автор производил подготовку образцов к измерениям и самостоятельно обрабатывал результаты. Испытание гельэлектролитов в макетах первичных литийфторуглеродных источников тока проведены в ООО НПО Медисток совместно с д. Фатеевым С. По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендуемых ВАК, тезисов докладов и 1 патент. Диссертация состоит из введения, литературного обзора глава 1, экспериментальной части глава 2, обсуждения результатов главы 35, выводов и списка цитируемой литературы из 3 наименований. Работа изложена на 5 страницах машинописного текста и включает рисунка, таблиц и 4 схемы. Уже более лет ведутся исследовательские работы по созданию перезаряжаемых литиевых источников тока ЛИТ. Хотя металлический литий и обладает самой высокой теоретически возможной удельной емкостью 3. Ачг1, но создание аккумуляторов с литиевым анодом сопряжено с рядом проблем, а именно опасностью взрыва и возгорания в результате дендритообразования при процессах зарядаразряда аккумулятора. Поэтому в начале х годов японская фирма 8опу начала производство так называемого литийионного аккумулятора с отрицательным электродом из углеродного материала, в который способны внедряться ионы лития. В процессе заряда ионы 1л из материала положительного электрода мигрируют через электролит к отрицательному электроду и интеркалируют в структуру углерода, при разряде наоборот рис. Рис.