Öz

Bu çalışmada, bir lityum iyon iletken polimerize iyonik sıvı pentablok terpolimer (PILPTP) olarak araştırılmıştır. pil elektrolit (xiamen tmaxcn inc.) lityum iyon piller için. ABCBA pentablok terpolimer, poli(tbs-b-ep-b-ms-b-ep-b-tbs) (tbs u003d tert-butil-stiren; EP u003d etilen-r-propilen MS u003d 4-metilstiren), bromlandı ve iki farklı katyonu (metilimidazolyum ve metilpirolidinyum) C bloğuna kovalent olarak bağlamak için kuaternize edildi ve ardından iki farklı tfsi-değiştirilmiş pilptp (mpyr-tfsi ve mim-tfsi; TFSI u003d bis(triflorometan)sülfonimid). serbest duran, mekanik olarak kararlı, şeffaf SPE filmleri mpyr-tfsi ve 1 M litfsi/iyonik sıvı (IL) içeren mim-tfsi ile üretildi (IL u003d emim-tfsi veya PYR14-TFSI; emim u003d 1-etil-3-metilimidazolyum, PYR14 u003d 1-bütil-1-metilpirrolidinyum), mpyr-tfsi+li-tfsi/pyr14-tfsi ve mim-tfsi+li olarak anılır -tfsi/emim-tfsi. her iki tür de umut verici iyonik iletkenlikler,elektrokimyasal kararlılıklar, ve soyma ve kaplama kararlılıkları. gösterir özellikle, mim-tfsi+litfsi/eim-tfsi SPE iyonik bir iletkenliğe sahipti 0.1 ms 28'de m-1° C; mpyrtfsi+li-tfsi/pyr14-tfsi SPE, oda sıcaklığında 4.2 V'a karşıli/li+'lik bir elektrokimyasal kararlılık penceresine sahipti; mpyr-tfsi+li-tfsi/pyr14-tfsi SPE, 70'de 500 döngü üzerinde kararlı soyma ve kaplama aşırı gerilim profilleri sergiledi.° C. bu sonuçlar, lityum iyon piller için bir SPE olarak bir PIL çok bloklu polimerin uygulanabilirliğini göstermektedir.

anahtar kelimeler: multiblok polimer; iyonik sıvı; pil

2. deneysel

2.1. malzeme

bis(triflorometan)sulfonimid lityum tuzu (li-tfsi, 99.95%), ve lityum şerit (0.38 mm

× 23 mm, %99.9) sigma-aldrich. 1-etil-3-metilimidazolium bis(triflorometilsülfonil)imid (emim-tfsi, %99, iolitec)'den alındığı gibi kullanıldı ve 1-bütil-1-metilpirrolidinyum bis(triflorometilsülfonil)imid (PYR14-TFSI, %99, iolitec), dinamik vakum altında 24 saat kurutuldu ve argonla doldurulmuş vakum torpido (xiamen tmaxcn inc.) kullanmadan önce. iletken karbon kaplı alüminyum folyo (0.05 mg cm-2), madeni para kasaları pil araştırması için halka contalı, CR2032 hücreleri için paslanmaz çelik ara parçalar (15.5 mm çap× 0.5 mm kalınlık, 15.5 mm çap× CR2032 kasaları için 0.2 mm kalınlık), ve paslanmaz çelik dalga yayları, xiamen TMAX pil ekipmanları sınırlı.mylar PET serbest bırakma astarı alt katmanlarından (kalite 26965, 0.0762 mm) alındığı gibi kullanıldı. direnci > 18 m olan LOPAREX. deiyonize sudan alındığı gibi kullanıldıΩ cm uygun şekilde kullanıldı.

2.4. elektrokimyasal testler

tüm elektrokimyasal test hücreleri hazırlandı ve argonla temizlenmiş bir torpido gözünde birleştirildi (hem su hem de oksijen konsantrasyonları < 5 ppm). iyonik iletkenlik ve lineer voltametri bir empedans analizörü (solartron 1260) ve potansiyostat/galvanostat ile ölçüldü (solartron 1287), sırasıyla. iyonik iletkenlik ölçümleri, için iki elektrotlu bir hücre kullanıldı, burada spes iki paslanmaz çelik katı blokaj elektrotu arasına sıkıştırıldı (yüzey alanı u003d 1.2161± 0.0015 cm2) bir sızdırmaz telfon özel yapım hücre [28. empedans taramaları (nyquist grafikleri), bir sıcaklıkta açık devre potansiyelinde 1 mhz ila 1 hz frekans aralığında 10 mv genlikte ölçülmüştür. 28 ila 105 aralığı° Isıtma bandı (briskheat; xtremeflexsdc) ve dijital sıcaklık kontrolörü ile kontrol edilen C tip termokupl (model 650, OMEGA). özellikler her sıcaklıkta en az 1.5 saat dengelendi. iyonik iletkenlik aşağıdaki denklem kullanılarak hesaplandı: u003d L/AR, burada L ve A, sırasıyla SPE,'nin kalınlığı ve kesit alanıdır; direnç, R,, nyquist grafiğinden yüksek x kesmesinin yarım daire regresyonundan belirlendi.

elektrokimyasal stabilite, çalışma elektrotu olarak iletken karbon ve sayaç ve referans elektrotları olarak lityum metal ile doğrusal süpürme voltametrisi (LSV) ile belirlendi. test hücresi

SPE filmlerinin lityum şerit (sayaç ve referans elektrot, 12 mm çap) ile iletken karbon elektrot (çalışma elektrotu, 12 mm çap) arasına bir CR2032 madeni para hücresinde. 1.0 M litfsi/il ek damla Elektrotlar arasındaki teması iyileştirmek için montaj sırasında her bir elektrota (80 mg) eklendi ve SPE. hücreleri daha sonra bir elektrik kullanılarak iki kez preslendi. madeni para kıvırıcı . hücre, ortam sıcaklığında -1 ila 6 V (vs. li/li+) arasında 1 mv s-1 voltaj hızında incelendi.

SPE döngülenebilirliği ve lityum metal ile stabilitesi, bir pil test cihazı (xiamen tmaxcn inc.) sıyırma ve kaplama. yoluyla test hücresi, lityum iyonu ileten SPE'yi iki lityum şerit (12 mm çap.) arasına sıkıştırarak, yukarıda açıklanana benzer bir montaj işlemi kullanılarak birleştirildi. simetrik lityum metal/spe/lityum metal hücreler 70'de sabit akım (0.02 ma cm-2, ters polarizasyon her 1 saatte bir) altında incelendi° Bir sıcaklık odası tarafından kontrol edilen C (MTC-020, MACCOR). empedans taramaları, 100 khz ila 1 hz frekans aralığında 10 mv genlikte her 10. polarizasyon döngüsünde bir empedans analizörü ile toplanmıştır.