离子液体复合聚合物电解质的设计合成、导电机理及性能研究

项目名称： 离子液体复合聚合物电解质的设计合成、导电机理及性能研究

项目编号： No.21276057

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 化学工业

项目作者： 杨培霞

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 78万元

中文摘要： 制备离子液体复合凝胶聚合物电解质，不仅能够在本质上提高锂离子动力电池的安全性，而且所用材料均绿色环保，本项目为制备安全环保的锂离子动力电池提供了新途径。本课题拟采用分子动力学模拟的方法计算在高分子材料中具有良好相容性且能与之形成具有较低玻璃化转变温度的凝胶聚合物电解质的离子液体组成，利用计算结果制备出具有高安全性的锂离子动力电池用聚合物电解质；利用Raman光谱及红外光谱并结合电化学方法研究离子液体在凝胶聚合物电解质中的作用机理，并建立离子液体复合聚合物电解质的导电模型；通过研究聚合物电解质与电极材料的界面反应过程，探讨SEI膜的形成机理并揭示材料循环性能下降的深层次原因；通过电池性能测试，优选出与聚合物电解质具有良好相容性的正负极材料。本研究对于发展离子液体与高分子共混体系分子动力学模拟方法，研究离子液体复合凝胶聚合物导电机理，以及获得具有工业化应用前景的锂离子动力电池有重要意义。

中文关键词： 锂离子电池；凝胶聚合物电解质；离子液体；分子动力学模拟；高安全性

英文摘要： Ionic liquids composite polymer electrolytes not only improve the security of Li-ion power battery, but also are kind to environment. The project gives a new way of making green safe Li-ion power battery. The mocular dynamics(MD) simulation will be used to choose ionic liquid. The chosen ionic liquid should be mutually soluble with polymer material, and can form gel polymer electrolyte that has lower glass trasition temperature. According to the calculating results, the Li-ion power battery electrolyte that has high security will be prepared. Using Raman spectroscopy, infrared spectrum and electrochemical test, acting mechanism of ionic liquid in gel polymer electrolyte will be studied, and conduction modle of ionic liquids compsite gel polymer electrolytes will be established. Depending on research of interface reaction process between polymer electrolyte and electrode, mechanism of SEI formation will be invastigated, and the reason of the cyclic performance of material decreasing will be found. Anodic and cathodic material that have good compatibility with polymer electrolyte will be selected by battery performance tests. Our study has great significance in the MD simulation of ionic liquid and polymer mixture systerm, the conduction mechanism of ionic liquid composite gel polymer, and the manufacture of Li-io

英文关键词： Lithium ion batteries；Gel polymer electrolyte；Ionic liquid；Molecular Dynamics Simulation；High safety