基于离子液体的锂空电池电解液设计、合成及性能研究

基本信息
批准号:21403259
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:刘士民
学科分类:
依托单位:中国科学院兰州化学物理研究所
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:卢六斤,王培学,何昱德,张伟,倪文鹏,费玉清
关键词:
合成离子液体锂空气电池电解液性能
结项摘要

With the aim of solving the present problems of organic electrolyte in lithium-air battery including instability and volatility, this work plans to design and synthesize a series of functionalized ionic liquids (ILs) as high performance non-aqueous electrolytes for lithium-air battery. Through studying the effect of functionalized IL electrolytes on the air electrode reactions and battery performance, a new class of IL-derived high quality electrolytes will be developed. Four parts are included in this work as follows. 1) By rationally designing the organic cations, two kinds of new ILs, i.e., di-functionalized ILs containing ether group and methoxypolyethylene or crown ether functionalized ILs will be synthesized. 2) The correlations of IL structure with their properties and performance will be explored. 3) The effect of structure and composition of IL based electrolytes on the oxygen reduction and evolution reactions occurring on air electrode will be extensively studied. 4) The performance of assembled batteries with electrolytes based on selected ILs will be particularly investigated. This study intends to obtain 1-2 excellent IL electrolytes for lithium-air battery, which have the excellent integrated properties including low viscosity, high stability, and good electrochemical performance, etc. This work mainly focuses on the deep study of relationship between IL structure or composition and battery performance, which will substantially promoted the development of clean energy.

针对当前锂空气电池有机电解液存在的不稳定,易挥发等问题,本课题拟设计合成一系列新型的功能化离子液体,通过研究其物化性质对空气电极反应及电池性能的影响,以期获得性能优异的锂空气电池非水性电解液体系。具体内容包括:对有机阳离子进行设计,合成两类功能化离子液体即:含醚基的双基团功能化离子液体和聚乙二醇单甲醚或冠醚功能化离子液体;重点研究离子液体的结构与性质之间的内在关系和规律;考察离子液体电解液对空气电极上氧还原和氧析出反应性能的影响;筛选性质优良的离子液体作为电解液,测试其组装成电池后的性能。本研究拟获得1-2种用于锂空气电池体系的粘度低、稳定性好、电化学性能优良的离子液体电解液。该研究对探索电解液的结构与组成与锂空气电池性能之间的关系,推动清洁能源的发展具有重要的意义。

项目摘要

本项目针对“基于离子液体的锂空电池电解液设计、合成及性能研究”开展了研究工作,主要研究内容及主要成果如下:.(1)设计合成了一系列阳离子为基于醚基的双功能化季铵盐,阴离子为全氟磺酰亚胺,如双三氟甲基磺酰亚胺(TFSI)及双氟代磺酰亚胺(FSI),的离子液体,详细表征了其物理化学性质,并考察了其作为锂空气电池电解液的性能。.(2)采用离子液体作为前驱体或调节剂制备了三种过渡金属与碳材料的复合催化剂,表征了其性质,并研究了其作为锂空气电池或锌空气电池的阴极催化剂时对电池性能的影响。.(3)采用一步法合成了高纯度二烷基咪唑四氟硼酸离子液体,研究了其性质性能,并与传统的两步法离子液体的性质进行了系统的比较。并发展了一种咪唑类离子液体中1-甲基咪唑(1-MIm)含量的电化学检测方法,1-MIm的检测限为20-35ppm; .(4)合成了几类基于聚氨酯的锂单离子导电聚合物材料,对其结构组成进行了详细表征,并研究了其热性质,电化学性质。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
3

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
4

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

DOI:10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.007
发表时间:2020
5

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019

刘士民的其他基金

相似国自然基金

1

锂-硫电池用离子液体电解液研究

批准号:21503031
批准年份:2015
负责人:颜洋
学科分类:B0205
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
2

锂空电池中氧催化剂和离子液体电解液构建与匹配

批准号:21373247
批准年份:2013
负责人:邓友全
学科分类:B0202
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
3

基于多硫离子稳态调节的锂硫电池电解液体系设计及其界面反应机制研究

批准号:51904343
批准年份:2019
负责人:洪波
学科分类:E0410
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
4

高性能锂二次电池离子液体电解质设计与合成

批准号:20771045
批准年份:2007
负责人:李在均
学科分类:B01
资助金额:25.00
项目类别:面上项目