大学大学生科技创新实践题 目：表面改性 SiO2 复合聚合物电解质的研究 无机非金属材料工程课题目的• 为了提高聚合物电解质离子电导率，人们探索最为常用的两种方法，但仍然存在问题如下：（ 1）在聚合物电解质体系中加入有机小分子增塑剂，虽然可提高离子电导率，但却降低了自身的机械稳定性； (2) 有机溶剂的引入也增加了聚合物电解质与电极反应的可能性。所以目前这两种方法还都无法达到实际应用的要求，我计划通过化学方法将具有增塑效果的环状碳酸酯基团引入纳米 SiO2 表面，并将其添加到以 PEO 为基体的聚合物电解质中，对该体系进行电化学性能研究。 课题的意义• 纳米 SiO2 复合聚合物电解质的改性方法有多种考虑采用原位复合法，有可能通过改变制备条件 ( 空间限制条件、反应动力学因素、热力学因素等 ) 实现对复合体系中无机单元的初级结构尺寸及其分布、形状等和次级结构无机粒子在基体中的分散状态等的控制，制备出无机粒子分散均匀、粒径较小的复合材料，提高复合材料的相关性能。 课题背景 • 20 世纪 70 年代， Wright 等［ 4 ］首次报道聚氧化乙烯 (PEO) 。碱金属盐复合物具有离子导电性，随后 Armand 等［ 5 ］提出 PEO 碱金属盐配合物可作为新型可充电电池的电解质。目前聚合物电解质在室温条件下，体系中晶态结构所占比例较高，锂离子运动受到限制，使离子电导率较低，限制其实际应用，因此对聚合物电解质性能的优化已成为锂离子电池领域热点研究课题之一［ 6 ］。将原位复合法引入到 CSPE 制备中，即在聚合物 PEO 中加入正硅酸乙酯，使得在聚合物基体中原位生成无机粒子。 文献综述• 1984 年 Roy 和 Kormarneni[7] 首次提出了纳米复合材料的概念，纳米复合材料也就是纳米级尺寸均匀分散于聚合物的复合体系。由于纳米复合材料的分散相与基体相之间的界面积很大，如果分散相和基体相的性质充分结合起来将大大改进和提高材料的各种力学性质，因为纳米无机粒子，不同于一般无机粒子，它对材料既增强又增韧。本领域存在的问题• 为什么原位复合法制备的 CSPE 无机粒子在聚合物电解质膜中的分布均匀 , 且离子电导率高 , 无机粒子在聚合物基体中的生长过程 , 是以什么样的状态存在 ,PEO 、 LiClO4和无机粒子之间又存在什么样的相互作用 ,这些都将是我们要进一步探讨的问题。 主要研究内容• 本课题主要研究以下内容：• （ 1 ）研究不同聚合物、和等对正硅酸...
