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PART1新能源材料设计与开发开题报告

新能源材料设计与开发开题报告学院：化学与材料学院

新能源材料设计与开发开题报告专业：化学工程与工艺班级：2021002学号：2020211388

新能源材料设计与开发开题报告学生姓名：余姝慧

新能源材料设计与开发开题报告指导教师：郭凯

新能源材料设计与开发开题报告2024年1月3日Page2Page3

新能源材料设计与开发开题报告聚合物铝离子的二次电池研究一、选题背景短随着信息技术的发展，开发新型绿色环保电池将在发展电子信息、新能源及环境保护等重大技术领域中具有举足轻重的作用锂离子电池由于其具有工作电压高、重量轻、比能量大、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、无环境污染等突出优点，而备受世人青睐，是21世纪的绿色环保电源

新能源材料设计与开发开题报告11然而，锂资源短缺和金属锂活泼的化学性质，造成锂离子电池昂贵的成本和较大的安全隐患，限制了锂离子电池进一步发展近年来，作为瞄准高容量化、可代替锂离子的离子导电体，采用高价阳离子的可充电电池研究曰益活跃其中，铝离子二次电池因其高的理论容量和低廉的成本，有望为未来可再生能源存储的潜在选择

新能源材料设计与开发开题报告2015年，研者提出了基于室温氯化铝基液体电解质的新型铝－碳二次电池，使得铝离子电池的研究成为热点

新能源材料设计与开发开题报告131近年来，铝离子电池的研究取得极大进展，展现了其在能量存储方面的广阔前景2目前，有关铝离子二次电池的研究主要集中于正极材料，其中硫族材料和碳材料拥有较为优异的电化学性能，其工作机制也得到了较为完备的解析3在电解质方面，主要以氯铝酸盐类电解质体系为主，这一类电解质具有高的离子电导率、良好的热稳定性等诸多优势，作为电池中如血液一般重要的结构给电池体系带来活力4然而，这一类基于无水氯化铝的电解质体系吸水性极强，且分解电位相对较低，在充放电过程中容易产气导致电池鼓包胀袋、电解液泄露等问题，不仅使得电池性能下降，还存在严重的安全隐患

新能源材料设计与开发开题报告因此，急需解决液体电解质存在的制约性问题，以使铝离子电池更接近未来的实际应用需求

新能源材料设计与开发开题报告而聚合物电解质一般以固态或半固态的形式存在，基本没有流动性，漏液问题也得到解决，且几何形状多变，抗外力形变，产气少，安全稳定目前针对铝离子二次电池用聚合物电解质的研究鲜有报道需要明确的是，不同于锂离子电池中主要以锂盐提供的Ｌi＋作为活性因子，铝离子二次电池非水体系中活性因子主要以氯铝酸根阴离子形式存在因此，为了进一步提升电池性能，本文旨在制备活性因子为氯铝酸根阴离子的聚合物电解质，以期构建更稳定安全的固态或半固态铝离子电池二、研究进展

新能源材料设计与开发开题报告聚合物电解质的广泛定义为：含有聚合物材料且能发生离子迁移的电解质

新能源材料设计与开发开题报告其研究始于1973年wright等在Polymer杂志上报道了聚氧化乙烯(PEO)-碱金属盐复合物离子导电性的研究成果随后在1978年，法国的Armand博士指出该类复合物可能可以作为高储能电池电解质并提出了电池用固体电解质的设想1984年，室温电导率达5x10-5Scm-1的固态聚合物电解质由Cheradame等合成这种固体电解质由大量锂盐和少量聚苯醚(PPO)或PEO构成，在室温下呈橡胶态，具有较高的导电性和电化学稳定性.1993年，美国人Angell提出了polymerinsalt的聚合物电解质

新能源材料设计与开发开题报告1999年，Boudin等制备出了室温电导率达到3.7x10-3Scm-l的多孔性聚偏氟乙烯-六氟丙烯〔P(VDF-HFP)〕共聚物电解质

新能源材料设计与开发开题报告研究者们在聚合物电解质方面投入了很大的力量，并在理论研究和应用方面都取得了很大进展，新体系层出不穷聚合物锂离子电池是在锂离子电池基础上诞生的，1994年，由原BeIIcore公司提出其原理及概念，并发现了聚偏氟乙烯(PVDF)凝胶型聚合物电解质。1999Page4

新能源材料设计与开发开题报告年前后，当时世界上几大锂离子电池生产商，日本的Sanyone、Sony、JS、Yuasa、HitachiMell、Matsushita，美国的Utralife、Lithium都先后推出各自公司的凝胶态聚合物锂离子电池，实现了聚合物锂离子电池的商品化在目前的商品化充电电池中，聚合物锂离子电池的比能