環氧樹脂/聚醚二胺混摻氧化矽球或聚離子液體複合膜之合成與其於鋰離子電池之應用

  • 簡 莉軒

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

  本研究第一部分為利用溶膠-凝膠法製備奈米氧化矽球,並加入聚醚二胺與環氧樹脂交聯之高分子中,製備出含氧化矽球之交聯型高分子電解質膜,應用於鋰離子電池上。利用TEM觀察氧化矽球之粒徑約30?50 nm;由TGA及LOI結果可得知添加氧化矽球,因其熱穩定性高,使高分子膜的熱裂解溫度及耐燃性提高,可延緩燃燒效果;於電化學性質方面,添加氧化矽球之膠態電解質膜明顯發生氧化反應之電位可高達5 35 V,而離子傳導度於室溫下為5 1?7 0×10-4 S cm-1,高溫(80℃)時為2 5?2 9×10-3 S cm-1;於電池效能測試,添加10%氧化矽球之膠態高分子電解質膜有最佳效能,在不同充放電速率下,0 1 C放電電容量可達153 mAh g-1,5 C時仍可維持72 mAh g-1。   第二部分為合成四級銨鹽,並加入聚醚二胺與環氧樹脂交聯之高分子電解質中,利用FT-IR和1H NMR鑑定四級銨鹽的分子結構;由SEM觀察添加四級銨鹽之高分子膜其表面及截面型態,隨著四級銨鹽含量增加,表面皺褶有變多的趨勢,但過量四級銨鹽易導致部分聚集,且有裂痕產生;由LOI結果可得知添加四級銨鹽可使高分子膜的耐燃性增加,最高可達24%,相當於在一般大氣條件下不燃。於電化學性質方面,添加四級銨鹽之膠態電解質膜明顯發生氧化反應之電位可達5 2 V,其離子傳導度也隨著四級銨鹽含量增加而提高,於室溫下為7 7?8 1×10-4 S cm-1,高溫(80℃)時為3 6?4 4×10-3 S cm-1;於電池效能測試,添加70%四級銨鹽之膠態高分子電解質膜有最佳效能,0 1 C放電電容量可達152 mAh g-1,5 C時仍可維持78 mAh g-1。   由以上結果可歸納本實驗兩部分所製備之含氧化矽球及含四級銨鹽之交聯型高分子電解質膜具有良好的性質,使得其可具備扮演離子導體和隔離膜的角色,並可提高熱穩定性質,增加電池的安全性。
Date of Award2014 Aug 4
Original languageChinese
SupervisorPing-Lin Kuo (Supervisor)

Cite this

環氧樹脂/聚醚二胺混摻氧化矽球或聚離子液體複合膜之合成與其於鋰離子電池之應用
莉軒, 簡. (Author). 2014 Aug 4

Student thesis: Master's Thesis