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1. 研究目的与意义(文献综述)
传统锂离子电池主要使用液态电解液,其有着较高的离子电导率,可保证电池有较好的性能。但液态电解液在充放电的过程中容易发生副反应,导致电池容量发生不可逆衰减,另外,液态电解液存在挥发、泄露、易燃等问题,影响了电池的安全性能和寿命。因此,固态电解质开始引起人们的关注。
固态电解质相比于液态电解液,有着不可燃、不挥发、耐高温的优点,所以,采用固态电解质的电池具有更高的安全性和循环寿命;另外,因为固态电解质可以与锂负极和高压正极材料匹配,从而能够实现更高的能量密度。
从分类上来看,固态电解质可分为无机固态电解质、聚合物固态电解质和无机/有机复合固态电解质。聚合物固态电解质一般存在着离子电导率低的问题。而复合固态电解质通过在聚合物电解质中添加填料制备制得,其离子电导率和锂离子迁移数都有所提高,因此成为未来固态电解质的潜在发展方向。
2. 研究的基本内容与方案
基本内容:
通过静电纺丝制备pan纤维,再通过原位生长法使pan纤维上生长出zif-8纳米层,制得zif-8/pan复合固态电解质。将制备的zif-8/pan复合固态电解质进行结构表征与性能测试,研究mof纤维改善复合固态电解质性能的调控机制,并以此为指导优化zif-8/pan复合固态电解质的制备与综合性能。
目标:
3. 研究计划与安排
1.第1-4周:查阅相关文献资料,翻译相应英文论文。了解实验仪器、材料、表征及测试方法,设计实验方案,撰写开题报告。
2.第5-8周:按照实验方案进行,合成制备zif-8/pan复合固态电解质膜;
3.第9-12周: 采用xrd、sem等对其进行结构表征及调控;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] mahmut dirican, chaoyi yan, pei zhu, xiangwu zhang. composite solid electrolytes for all-solid-state lithium batteries[j],material science engineering,2019,136:27-46
[2] chaohai wang, tao zheng, rui luo, chao liu, ming zhang, jiansheng li,* xiuyun sun, jinyou shen, weiqing han, and lianjun wang. in situ growth of zif8 on pan fibrous filters for highly effiffifficient u(vi) removal[j],acs applied material interfaces 2018,10: 24164-24171.
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