全氟磺酸锂电导率式湿度传感器

以碳纸为电极,Nafion溶液再铸薄膜为感湿材料,并用氯化锂将膜转换成Li+型,制备了固体聚合物电解质湿度传感器.测定了不同相对湿度下,传感器的电导率响应与相对湿度之间关系.结果表明:在相对湿度为10%～97%范围内,传感器的电导率响应对数与相对湿度之间成良好的线性关系,线性度为0.997;传感器响应的时间为40s左右;于200h内稳定性和重复性良好.

交联型全氟磺酸锂盐全固态聚合物电解质的合成及其性能研究

新能源存储与转换技术的开发与利用是全球关注的热点问题,也是实现“双碳”目标的重要途径。锂离子电池具有高工作电压、高能量密度、环保等优点,是减少碳排放的有效途径。与凝胶聚合物电解质相比,锂单离子全固态聚合物电解质(single lithium-ion conducting all-solid-state polymer electrolytes,SLIC ASPEs)在安全性、稳定性、电池效率等方面具有明显优势。为了探索新型SLIC ASPEs合成的新途径,以甲基丙烯酰氯、对溴苯酚和2(2碘四氟乙氧基)四氟乙基磺酰氟为初始原料,通过亲核取代反应和乌尔曼反应,合成了一种含全氟磺酸锂的新型甲基丙烯酯单体(MA PSF Li),通过自由基共聚合反应得到新型交联型SLIC ASPEs(PMAPEO co PMA PSF Li x,x为单体MA PSF Li与p BP MA的投料量比),利用核磁共振光谱表征了单体的结构,考察了PMAPEO co PMA PSF Li x膜的热稳定性、微相结构、离子传导率和机械强度等性能。结果表明:PMAPEO co PMA PSF Li 30膜的热分解温度为220℃,离子电导率达到29.5 mS/cm,抗拉强度为43 MPa。

基于介观尺度的PFSA-Li膜中锂离子扩散行为研究

从介观角度研究了锂离子在有机电解液锂空气电池隔膜中的传质特性。采用耗散粒子动力学DPD模拟方法,使用分子模拟软件Materials Studio构建了全氟磺酸锂(PFSA-Li)离子交换膜、有机溶剂乙二醇二甲醚(DME)与六氟磷酸锂(LiPF6)的粗粒化模型。分析了PFSA-Li膜中锂离子通道的三维拓扑结构,研究了温度、有机液体含量和锂盐浓度对PFSA-Li膜中锂离子扩散行为的影响。当PFSA-Li膜内有机液体含量达到一定程度时,离子团簇相互连接,最终形成贯穿膜的连续海绵状通道;升高温度、增加有机液体含量有利于锂离子在PFSA-Li膜中的扩散;当锂盐浓度为1mol/L时,锂离子扩散效果最佳。研究成果为有机电解液锂空气电池性能的提升提供了重要依据。