Физико-химические свойства жидких и гелевых полимерных электролитных систем на основе сульфонов

• Автор: Слободчикова, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 148 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Список сокращений.

Введение

Глава 1 Электрохимия жидких н полимерных апротонных

электролитных систем.

1.1 Физикохимические свойства апротонных электролитных систем

1.1.1 Физикохимические свойства электролитных

растворов на основе индивидуальных растворителей.

1.1.2 Физикохимические свойства электролитных

растворов на основе смешанных растворителей

1.1.3 Тенденции развития работ в области создания новых электролитных систем

1.2. Физикохимические свойства гелевых полимерных электролитных систем.
1.2.1 Классификация полимерных электролитных систем
1.2.2 Строение гелевых электролитных систем.
1.2.3 Способы получения гелевых полимерных электролитов. .
1.2.4 Свойства гелевыхпол и мери ых электролитов на
основе фторированных полимеров.
Глава 2 Методы исследований 4В
2.1 Методы подготовки реагентов и объектов исследований
2.1.1 Синтез и получение сульфонов
2.1.2 Очистка и осушка растворителей
2.1.3 Очистка и осушка солей
2.1.4 Приготовление электролитов
2.1.5 Отливка пленок
2.1.6 Определение толщины и веса пленок.
2.1.7 Определение пористости
2.1.8 Определение сорбционной емкости пленок
2.2 Физикохимические методы исследования
2.2.1 Определения плотности.
2.2.2 Определение электропроводности жидких растворов.
2.2.3 Определение электропроводности полимерных электролитов
2.2.4 Измерение температурных зависимостей гелевых полимерных электролитов.
2.2.5 Определение вязкости
2.2.6 Измерение диэлектрической проницаемости.
2.2.7 Термогравиметрия
Глава 3 Физикохимические свойства электролитных систем на
основе сульфонов.
3.1 Физикохимические свойства растворов перхлората лития в сульфонах.
3.2 Физикохимические свойства растворов перхлората лития в системе тетрагидрофуран сульфолан
3.3 Физикохимические свойства растворов перхлората лития в системе 1,3лиоксолан сульфолан.
3.4 Физикохимические свойства растворов перхлората лития в системе 1,2диметоксиэтансульфолан
Глава 4 Физикохимические свойства гелевых полимерных электролитов на основе сульфонов и сополимера
винилиденфторнда и тетрафторэтилена
4.1 Свойства гелевых полимерных электролитов, полученных
из поливочных растворов, содержащих электролиты.
4.2 Физикохимические свойства гелевых полимерных
электролитов, полученных сорбцией 1М растворов i в сульфолане.
4.3 Влияние природы сульфонов на электропроводность и термические свойства гелевых полимерных электролитов
Заключение
Выводы
Список литературы


Впервые изучены свойства гелевых полимерных электролитов на основе сополимера винилиденфторида и тетрафторэтилена фторопласт Ф и растворов перхлората лития в сульфонах. Показано, что гелевые полимерные электролиты на основе Ф и растворов перхлората лития в сульфонах обладают высокой электропроводностью и хорошими физикомеханическими свойствами. Установлено, что, несмотря на существенное отличие электропроводности растворов литиевых солей в сульфолане и других высокополярных апротонных диполярных растворителях убутиролактоне и пропиленкарбонате, электронроводности гелевых полимерных электролитов на основе этих систем сопоставимы. Преимуществом гелевых полимерных электролитов на основе сульфонов является их высокая термическая стабильность. Практическое значение. Разработаны новые жидкие и гелевые полимерные электролитные системы на основе сульфонов для литиевых химических источников тока, обладающие высокой электрохимической устойчивостью, низкими значениями упругости паров, высокой термической стабильностью. Апробация работы. Международных IV Фундаментальные проблемы электрохимической энергетики Саратов, г. Литиевые источники тока Новочеркасск, г. Всероссийских XIX Чугаевском совещании по химии комплексных соединений Иваново, , Химия твердого тела и функциональные материалы Ькатеринбург, г. II Республиканском конкурсе научных работ студентов вузов РБ Безопасность жизнедеятельности Уфа, г. Публикации. Основные научные результаты диссертации опубликованы в 2 статьях и в тезисах 6 докладов. Электрохимия жидких и полимерных апротонных элекгролигных систем . Физикохимические свойства жидких опрошенных электролитных систем. В настоящее время номенклатура известных апротонных липолярных растворителей, представляющих интерес для литиевых источников тока, достаточно широка. С точки зрения применения растворителей в литиевых ХИТ наиболее важными являются свойства, определяющие электропроводность электролитных систем и их электрохимическую устойчивость. Электропроводность электролитных растворов является произведением концентрации ионов на их подвижность. Подвижность ионов зависит от вязкости среды, а число носителей заряда от степени электролитической диссоциации соли. Таблица 1. Растворитель М С р. Мольный объем. Бутиролактон ,1 4. Ме тилэтилсул ьфон 8. Свойства сульфонов представлены при Т С метил зтилсульфон при Т С. О способности образовывать высокопроводящие электролитные растворы в какойто мере можно судить по величине отношения г7, хотя эта оценка весьма условна, так как не учитывает вс многообразие межмолекулярных взаимодействий в электролитных растворах. Другим важным свойством растворителей является химическая и электрохимическая устойчивость, которая характеризуется окном электрохимической стабильности или величиной окислительного потенциала. Важность этого параметра существенно возросла при использование в качестве катодов литий ионных аккумуляторов сложных оксидов переходных металлов 4, 5, 6, 7, таккак их электродный потенциал лежит в диапазоне 45 В относительно литиевого электрода сравнения. С учетом перенапряжения, возникающего при заряде аккумулятора, желательная электрохимическая стабильность ЛДР должна достигать 6 В. Окислительные потенциалы некоторых растворителей и их смесей обобщены в таблице 1. Видно, что наибольшей окислительной стабильностью обладает пропиленкарбонат. На транспортные свойства среды оказывает влияние не только вязкость растворителей, но и их структура. В качестве примера можно привести свойства электролитных растворов солей в сульфолане. Так, подвижность большинства ионов в сульфолане существенно выше, чем следовало бы ожидать исходя из его вязкости таблица 1. Так. Ом Па см2 кмоль , в то время как в сульфоланс , Ом Па см2кмоль1. Подвижность перхлоратных анионов в сульфолане , Ом Па см2 кмоль а в пропиленкарбонате , Ом Па см2 кмоль1. В настоящей работе мы попытались более подробно изучить эту проблему. Таблица 1. Смесь с пропнленкарбонатом в объемном соотношении 11. Таблица 1. Произведении Вальде на различных ионов в неводных растворителях. ВРЬ , , , .