《應(yīng)用電化學(xué)》論文翻譯外文文獻(xiàn)翻譯

1、應(yīng)用電化學(xué)論文翻譯學(xué)期：2013年級：2010英文題目：composite gel polymer electrolytes containing core-shell structured sio2(li+) particles for lithium-ion polymer batteries中文題目：含核-殼結(jié)構(gòu)化sio2（li +）顆粒的復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子聚合物電池文獻(xiàn)來源：electrochemistry communications 17 (2012) 1821英文總頁數(shù)：4中文總頁數(shù)：9作者：yoon-sung lee , seo hee ju , jae-hong ki

2、m , seung sik wang 譯者：xx班級：應(yīng)用化學(xué)100x班學(xué)號：20100xxx翻譯日期：2013.4.14參考工具：有道詞典、谷歌含核-殼結(jié)構(gòu)化sio2（li +）顆粒的復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)鋰離子聚合物電池yoon-sung lee , seo hee ju , jae-hong kim , seung sik hwang , jae-man choi , yang-kook sun , hansu kim , bruno scrosati , dong-won kim摘要：本文記述了鋰離子聚合物電池的新型復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)。作為單離子導(dǎo)體的鋰離子源，具有均勻的球形形狀顆粒的

3、核-殼結(jié)構(gòu)化sio2(li+)已被合成，并作為功能性填料在復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)中使用。我們將核-殼結(jié)構(gòu)的sio2(li+)顆粒結(jié)合到聚合物中，做成一個對聚合物鋰離子電池非常有效的聚合物電解質(zhì)，在此基礎(chǔ)上來展示我們的材料。關(guān)鍵詞：核 - 殼顆粒 功能性填料 鋰離子電池 復(fù)合聚合物電解質(zhì) 二氧化硅1.簡介 由于鋰離子電池的高能量密度和長的循環(huán)壽命，它已迅速成為占主導(dǎo)地位的用于便攜式電子設(shè)備，電動汽車和能量存儲系統(tǒng)的電源。然而，安全問題仍然阻礙這些電池得到充分利用。因此，尋求更安全和更可靠的電解質(zhì)系統(tǒng)是緊急的，在這種情況下，聚合物電解質(zhì)很被看好1-2。以聚（環(huán)氧乙烷）為基礎(chǔ)的固體高分子電解質(zhì)是最常見

4、的例子，但是，這些電解質(zhì)被一個在室溫下僅僅從10-8到10-5 s / cm變化的低離子導(dǎo)電性所影響，因此，一致的研究解決了在環(huán)境溫度下，具有較高的離子導(dǎo)電性的電解質(zhì)凝膠聚合物的制備和表征。聚丙烯腈（pan），聚（偏二氟乙烯）（pvdf），聚（偏二氟乙烯 - 共 - 六氟丙烯）（p乙烯（vdf-hfp）和聚（甲基丙烯酸甲酯）甲基丙烯酸甲酯（pmma）是制備凝膠電解質(zhì)最常用的支持聚合物3。該陶瓷填料能促進(jìn)電化學(xué)性能，但只能通過不直接帶動鋰離子運(yùn)輸?shù)倪^程物理方法實(shí)現(xiàn)。通過陶瓷顆粒合理的表面改性，它們也可以作為電荷載流子的來源10-12?；诤藲そY(jié)構(gòu)游離鋰離子在控制最終形態(tài)方面有獨(dú)特的優(yōu)勢，研究擁有

5、該種游離鋰離子的無機(jī)材料具有重大意義在這項(xiàng)研究中，我們合成了殼內(nèi)含有鋰離子單分散的芯-殼結(jié)構(gòu)的二氧化硅顆粒在。sio2（li +）的顆粒被納入一個p乙烯（vdf-hfp）基體聚合物，然后被一個液體電解質(zhì)激活，形成復(fù)合材料的凝膠聚合物電解質(zhì)。我們測試了鋰離子聚合物電池中這個獨(dú)特的復(fù)合聚合物電解質(zhì)。這項(xiàng)工作所報告的結(jié)果證實(shí)了，與傳統(tǒng)的電池電解質(zhì)（例如，純氣相二氧化硅）相比，我們的核-殼sio2復(fù)合聚合物的卓越性 圖1. 核-殼結(jié)構(gòu)化sio2（li +）顆粒的香豆素的反應(yīng)過程 2.實(shí)驗(yàn)2.1 核-殼結(jié)構(gòu)化二氧化硅顆粒的合成圖1顯示的是核-殼結(jié)構(gòu)化二氧化硅（li +）顆粒的合成路線。將已烯基三甲氧基硅

6、烷（vtms）加入到水中攪拌，直到與vtms完全消失。然后向溶液中加入氨水，在室溫下持續(xù)反應(yīng)12小時。反應(yīng)完成后，產(chǎn)生的沉淀（空心硅）經(jīng)過離心，再用乙醇洗滌。核 - 殼二氧化硅（na +）顆粒由空芯硅粒子、4 - 苯乙烯自由基酸鈉鹽和n-甲基吡咯烷酮內(nèi)的偶氮二異丁腈（nmp），在60下反應(yīng)72小時合成。聚合后，溶液中沉淀成過量的乙醚。濾出沉淀物并用甲醇或乙醇洗滌幾次。核 - 殼結(jié)構(gòu)化二氧化硅（na +）的na +通過伴有l(wèi)iohh2o13的離子交換被取代。2.2 復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)的制備 由p（vdfcohfp）和核 - 殼結(jié)構(gòu)化二氧化硅（li+）粉末組成的一種多孔的復(fù)合聚合物膜，是由混合p

7、(vdf-co-hfp)，sio2(li+)粉末和二丁基鄰苯二甲酸酯（dbp）在丙酮下球磨，然后用刮刀鑄造成500m厚度。膜浸沒在甲醇中去除dbp，然后在70下真空干燥12小時。在制備的復(fù)合聚合物膜中sio2（li+）粉含量的變化范圍為025wt。自立復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)膜最后通過將泡膜浸沒在lipf6的碳酸亞乙酯或碳酸二乙酯（體積 3:7，電池級， techno semichemco)足夠長的時間(1小時)獲得的，以便促進(jìn)膜與電解質(zhì)溶液有效地浸透。因此,對離子電導(dǎo)率的老化效應(yīng)，浸泡后可以忽略不計。2.3 電極的制備和電池組件licoo2電極是通過涂布一個含有鈷酸鋰，聚偏氟乙烯和超級-p碳鋁箔

8、的nmp漿料制備的。石墨電極，是類似于通過涂覆在銅箔上的中間相碳微球，聚偏氟乙烯和超級-p制成的。鋰離子聚合物電池是通過在碳陽極和licoo2陰極間夾雜復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)組裝而成的。鋰離子聚合物電池的充電和放電循環(huán)試驗(yàn)是在帶電池循環(huán)儀，電壓范圍為3.0-4.2 v之間進(jìn)行的。圖2.（a）sem圖像及（b）sio2粒子的ft-ir光譜 圖3.（a）tem圖像及（b）核-殼結(jié)構(gòu)化sio2（li+）顆粒圖像圖4.（a）離子電導(dǎo)率及（b）核-殼結(jié)構(gòu)化sio2(li+)粉末的函數(shù)中，復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)的鋰離子電池圖5.（a）由含20wt的sio2（鋰離子）顆粒的復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)組裝的鋰離子聚合物

9、電池的充電和放電曲線（0.5 c cc和cv充電；0.5 c cc放電；3.0-4.2 v截止）及（b）由含有不同含量的二氧化硅（li +）顆粒的復(fù)合凝膠聚合物組成的鋰離子聚合物電池的放電能力3.結(jié)果與討論圖2-（a）是二氧化硅核心粒子的電場槍掃描電子顯微鏡圖像.這些粒子是平均直徑為1.2微米的均勻球形。為了證實(shí)二氧化硅中碳碳雙鍵的存在，對二氧化硅進(jìn)行傅立葉變換紅外光譜測試，得到圖2-（b）光譜。硅氧烷(si-o-si)基團(tuán)的對稱拉伸振動出現(xiàn)在766 cm1，硅氧烷(si-o-si)基團(tuán)的不對稱拉伸振動出現(xiàn)在1000到1200 cm1之間。從光譜圖上可以看出兩個高峰出現(xiàn)在1410和1603 c

10、m1之間，這是碳碳雙鍵的特征，這就說明二氧化硅核心粒子中含有乙烯基。圖3展示的是含有poly殼體的透射電子顯微鏡圖像和粒子的剖面能譜分析圖，顯然，粒子具有核 - 殼形態(tài)，二氧化硅核心粒子（圖中黑色部分）周圍包裹著350到450納米厚的pps（圖中灰色部分）殼質(zhì)體。能譜分析表明，硅原子位于粒子中心1.2m處，pps中的硫原子和鈉原子位于離殼中心約400納米處，能譜分析的這些研究結(jié)果都符合透射電子顯微鏡圖像，這也證實(shí)了二氧化硅粒子被一層厚的pps殼體包裹，因此核殼結(jié)構(gòu)二氧化硅(na +)顆粒球形合成成功。接下來，我們繼續(xù)用鋰離子替換鈉離子，將得到的粒子用光電子能譜分析顯示出現(xiàn)鋰對應(yīng)的57.4ev特

11、征峰，證明二氧化硅(na +)顆粒轉(zhuǎn)換成了二氧化硅(li+)顆粒 圖4-（a）表明復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率與sio2(li+)顆粒的含量具有一定的函數(shù)關(guān)系，電導(dǎo)率隨sio2(li+)顆粒的含量的增加而增加，直到到達(dá)最大值20%。我們假設(shè)隨著從sio2(li+)顆粒游離出可移動鋰離子的增多,被sio2(li+)顆粒促進(jìn)增加的離子電導(dǎo)率與電解液吸收量有關(guān)。事實(shí)上，這也證實(shí)了在復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)中由結(jié)合交流阻抗測試的鋰離子遷移量和直流極化隨sio2(li+)顆粒含量的增加而增加。例如圖4-（b）所示，當(dāng)加入25 wt% sio2(li+)，粒子遷移量從沒有sio2(li+)粒子的聚合物電解

12、質(zhì)時的0.35增加到0.48.這個結(jié)果是因?yàn)閟io2(li+)顆粒是固有的單離子導(dǎo)體，從sio2(li+)顆粒中游離出的鋰離子有助改善離子導(dǎo)電性。在該界面中的分散產(chǎn)生的自由體積sio2(li+)粒子可能也有助改善離子導(dǎo)電性。離子電導(dǎo)率的下降超出20 wt %，sio2(li+)粒子被歸因于是一個阻塞影響電荷運(yùn)輸?shù)妮d體，因?yàn)閟io2(li+)粒子粉末是天然的絕緣體。因此，含很高連接性sio2(li+)粒子的離子導(dǎo)電變地更曲折。圖5 -（a）是用含有20wt的sio2(li+)的復(fù)合凝膠聚合物電池組成的鋰離子聚合物電池的充放電典型圖像。基于陰極licoo2活性材料 ，電池初期提供了一個容量為153

13、mah g-1的首次放電。應(yīng)當(dāng)指出的是，在恒定電壓充電步驟期間，回收的容量是非常小的，這提示我們電池內(nèi)部具有非常低的電阻以及提供高容量的能力。圖5 -（b）顯示出，放電容量與含有不同量的sio2（li +）顆粒聚合物鋰離子電池的循環(huán)次數(shù)的關(guān)系。根據(jù)離子導(dǎo)電性內(nèi)相關(guān)量增加，隨著sio2的加入，初始放電容量緩慢增加到20wt%。復(fù)合材料中的凝膠聚合物電解質(zhì)中sio2（li +）的含量增加，容量保持率也得到提升。這是假設(shè)通過加入sio2（li +）粉末，在復(fù)合材料凝膠聚合物電解質(zhì)中保持電解質(zhì)溶液的能力得到優(yōu)化，有助于循環(huán)過程中電解質(zhì)溶液釋放。通過sio2（li +）粉末促進(jìn)穩(wěn)定界面特性，也可能有助改

14、善容量保持4-6。由含20wtsio2（li +）粉末的復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)比用含有相同量的氣相sio2復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)做的電池，表現(xiàn)出較高的初始放電能力和更好的容量保持率;這一發(fā)現(xiàn)是我們的核 - 殼材料具有卓越性能的另一證據(jù)。4.結(jié)語我們通過自由基聚合的4 - 苯乙烯磺酸的鈉鹽和含有乙烯基的sio2核材料成功合成的核-殼結(jié)構(gòu)的sio2粒子，證明用核-殼結(jié)構(gòu)化sio2（li +）顆粒的復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)作為填料，具有獨(dú)特的運(yùn)輸和機(jī)械屬性。我們發(fā)現(xiàn)，這些材料用于可充電鋰離子聚合物電池的電解質(zhì)是非常有前景的。參考文獻(xiàn) 1 j.-m. tarascon, m. armand, nature 4

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