导读:本文包含了聚电解质薄膜论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:锌离子电池,PVDF-HFP,聚合物电解质,离子电导率
聚电解质薄膜论文文献综述
刘江河[1]（2019）在《锌离子导电PVDF-HFP基聚合物电解质薄膜的制备及性能研究》一文中研究指出随着科技的发展,人类对能源的需求越来越大,能源危机成为了人类面临的全球性挑战。而在我国的十九大报告中,也明确指出需要构建更安全高效的能源体系以适应当前发展的需要。锌离子电池作为一种具有更高理论能量密度,成本低廉,安全环保的新型电池受到了国内外的广泛关注。而目前应用于二次电池中的有机电解液存在漏液,易燃易爆等问题,本课题为解决这些问题,研制出一种更安全稳定的锌离子导电的PVDF-HFP基聚合物电解质,并研究其结构与性能。本课题以PVDF-HFP聚合物,Zn(Tf)_2锌盐为原料,通过溶液浇铸法制备出一种PVDF-HFP基全固态电解质,并通过SEM、XRD、TGA、EIS、CV等测试方法,分析其表面形貌,晶体结构,热稳定性能及电化学性能,最终得到综合性能较佳的全固态电解质。研究结果表明锌盐的加入可以改善聚合物基体的表面结构,增加微孔的数量,降低聚合物电解质的结晶度及热分解温度。锌盐与聚合物基体质量比为40%时,全固态电解质综合性能最佳,热分解温度在350℃左右,离子迁移数为0.983,离子电导率为2.44×10~-55 S/cm,电化学稳定窗口达到3.45 V。虽然该电解质具有较好的综合性能,但是由于离子电导率较低,难以实际应用。针对全固态电解质离子电导率低,电化学窗口较窄的问题,以[EMIM][OTf]离子液体为增塑剂,在全固态电解质的制备工艺的基础上制备出凝胶态电解质,并采用相同的表征方法研究其结构及性能。研究表明离子液体[EMIM][OTf]能够进一步改善聚合物电解质内部的微孔结构,使得微孔更多,结构更丰富,而且还能够降低聚合物电解质的结晶度。当[EMIM][OTf]与PVDF-HFP基体质量比为40%时,得到的凝胶态电解质综合性能最佳。热分解温度在305℃左右,杨氏模量为117 MPa,抗拉强度仅为5.74 MPa,断裂延伸率为204%,仍然能够满足在储能器件上的应用。离子迁移数为0.999,离子电导率为1.44×10~(-4) S/cm,电化学稳定窗口达到4.14 V,相对全固态电解质,电化学性能显着提高,能够满足在储能器件上的应用。将制得的凝胶态电解质应用于超级电容器上,发现超级电容器内阻较小,为48.81Ω。在0~1V的电压下工作更稳定,充放电曲线比较对称,有较好的电容性能。在0.045 A/g的电流密度下充放电,比电容能达到88.24 F/g,随着电流密度的增加,比电容下降幅度不大,具有良好的倍率性能。在循环充放电测试下,库伦效率始终保持在98%左右,充放电过程稳定,但是循环稳定性还有待提高。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
韩建勋[2]（2019）在《梯度阳极支撑Bi_2O_3/YSZ电解质薄膜及单电池的制备》一文中研究指出固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)是一种可以直接将化学能转化为电能的新型纯固态发电装置,由于其出色的高效和清洁等能力被人们认为是解决目前能源短缺和高污染问题的一个重要发展方向,被众多研究者们青睐。Y203稳定的Zr02(YSZ)作为目前最常用的固体电解质材料,目前限制它广泛应用的主要原因还是过高的工作温度,这对组成电池的关键材料提出了更高的要求,限制了材料的选取,增加了成本。本文通过将其制备成薄膜以及高离子电导率的Bi203掺杂,可以降低中温工作时的欧姆阻抗,提高电池在中温下的工作效率。同时本文通过在阳极和电解质之间制备了阳极功能层,增大了阳极的叁相反应界面。本文选用淀粉、活性炭、微球石墨、碳纤维四种不同造孔剂,使用干压成型的方法制备多孔NiO/YSZ阳极,观察造孔剂种类和加入量对阳极性能的影响,实验发现活性炭制备出的气孔分布更均匀,连通性更好,阳极气孔率随活性炭的加入量增加呈现递增趋势,弯曲强度则随其递减。当活性炭加入量为1 Owt%时,1250℃烧结的阳极的弯曲强度可达57.38MPa,经过还原后阳极气孔率增加到41%,此时可以满足SOFC对阳极材料性能的基本要求。使用旋涂法在阳极基体上制备了阳极功能层,探究了浆料固相含量、预烧温度、旋涂转速和层数对于功能层结构的影响。使用微球石墨作为造孔剂制备阳极功能层,选用950℃预烧的阳极支撑体,旋涂制备的阳极功能层比较平整,气孔细小。配置3 0%固相含量的浆料,选用转速3000r/min,旋涂30s,旋涂4层的可以在阳极支撑体上制备出厚度30μm左右的阳极功能层,增加了阳极的叁相反应界面。使用浆料旋涂法制备8YSZ电解质薄膜,对影响电解质薄膜性能的关键参数进行了研究,其中包括电解质浆料的性质、旋涂的工艺参数和氧化铋掺杂等。将超声分散8h后的YSZ颗粒配制成浆料涂覆到阳极支撑体上,通过多层旋涂并热处理可以得到了致密的厚度为7μm的电解质层,晶粒大小为3μm左右。有机浆料中乙基纤维素添加量为3wt%时,阳极支撑体预烧温度为1000℃时,电解质薄膜的致密度和平整度最好,没有大的颗粒凸起和明显的裂痕及气孔。实验分析可得Bi203掺杂降低了 YSZ电解质的烧结温度,提高了致密度。掺杂Bi203后YSZ电解质在1100℃烧结温度就可以获得致密的电解质层,而未掺杂Bi203的电解质薄膜达到相同致密度至少需要1350℃,并且Bi2O3掺杂后使得晶粒生长更加的均匀,5mol%氧化铋掺杂的YSZ晶粒大小普遍在2-4μm。通过溶胶凝胶法制备了LSM粉体,通过测定粉体的结构和比表面、孔径等,发现煅烧后可以获得晶体结构好,颗粒细小均匀的LSM粉体,颗粒孔径主要为介孔,比表面可达到20.568m2/g。将LSM粉体制成复合阴极浆料,旋涂到电解质层上,研究了烧结温度对于阴极结构的影响。1100℃烧结得到的复合阴极薄膜结构疏松,气孔细小,便于气体流通和阴极反应的进行,同时烧结过程中LSM和YSZ不发生化学反应,1100℃是最合适的复合阴极烧结温度。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-19）
苏玲,庞久寅,任世学,李淑君,姜贵全[3]（2019）在《木质素基聚电解质薄膜的制备及其力学性能》一文中研究指出【目的】对工业废弃碱木质素改性制备阳离子木质素聚电解质,将其与聚乙烯醇改性产物羧甲基化聚乙烯醇复合制备聚电解质复合薄膜。分析不同因素对聚电解质薄膜力学性能的影响,并对薄膜结构、热稳定性等进行表征,为木质素基聚电解质在缓释、地膜、包装方面的应用提供理论依据。【方法】首先对木质素和聚乙烯醇分别进行季铵化和羧甲基化改性,制备阴、阳离子聚电解质。以甲醛为交联剂,聚乙烯醇为成膜剂,采用流延法制备叁甲基木质素季铵盐/羧甲基化聚乙烯醇(TLQA/CMPVA)反应薄膜,通过红外光谱、扫描电镜、热重分析等对聚电解质薄膜结构、形貌、热性能进行表征。【结果】木质素季铵盐中季铵根离子质量摩尔浓度为1. 81 mmol/g,羧甲基化聚乙烯醇中羧酸根离子为0. 62 mmol/g。制备具有较佳力学性能的聚电解质薄膜的条件为:TLQA/CMPVA反应薄膜的固含量为10%,固含中聚乙烯醇(PVA)质量分数为30%,叁甲基木质素季铵盐(TLQA)和羧甲基化聚乙烯醇(CMPVA)(质量比为3∶7)的质量分数为70%,甲醛加入质量分数为3. 88%,溶液p H值为9。所制备聚电解质反应薄膜的最佳断裂伸长率为222. 13%,拉伸强度为6. 80 MPa。聚电解质反应薄膜的平面较光滑,断面不平整,聚电解质共混薄膜平面粗糙。聚电解质反应薄膜分子结构中有醚键形成;聚电解质反应薄膜的热稳定性大于聚电解质共混薄膜的热稳定性。【结论】木质素和聚乙烯醇改性后,通过加入成膜剂聚乙烯醇、交联剂甲醛,聚电解质薄膜热稳定性得到提高,可获得具有较好力学性能和缓释性能的TLQA/CMPVA聚电解质反应薄膜。(本文来源于《北京林业大学学报》期刊2019年02期）
苏海莹,贾晓静,许彦彬,刘华艳,刘超[4]（2018）在《(Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(2-δ)/ZrO_2:8%(摩尔分数)Y_2O_3)_n超晶格电解质薄膜的制备与特性》一文中研究指出采用脉冲激光沉积技术(PLD),在SrTiO_3(STO)单晶片上依次沉积钇稳定氧化锆(ZrO_2∶8%(摩尔分数)Y_2O_3,YSZ)和氧化钆掺杂的氧化铈(Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(2-δ),GDC)制备出5种不同调制周期数n(n=4,6,10,20,30)的(Ce_(0.9)Gd_(0.1)O_(2-δ)/ZrO_2:8%(摩尔分数)Y_2O_3)_n超晶格电解质薄膜。利用X射线衍射(XRD)、高分辨率透射电子显微镜(HR-TEM)和扫描电子显微镜(SEM),研究(GDC/YSZ)n超晶格电解质薄膜的形貌和晶体结构,发现薄膜表面颗粒生长致密、均匀,薄膜的界面处无元素扩散,外延生长状况良好,薄膜的结构优异。电化学测量研究表明,随着(GDC/YSZ)n超晶格电解质界面数的增加,其离子电导率相应增加,(GDC/YSZ)n=30超晶格电解质的离子电导率最大。(本文来源于《功能材料》期刊2018年09期）
苏玲,姜贵全,庞久寅,时君友[5]（2018）在《木质素基聚电解质交联薄膜的透光性和透气性》一文中研究指出以工业碱木质素、聚乙烯醇为原料,改性制备木质素季铵盐和羧甲基化聚乙烯醇,以甲醛为交联剂制备木质素基聚电解质交联薄膜。通过单因素实验对薄膜的透光性和透气性进行研究。采用紫外-可见分光光度计、压差法分别测定薄膜的光学性能、透气性能。利用静态接触角测量仪、XRD分别对薄膜的接触角、结晶结构进行分析。研究结果表明,TLQA/CMPVA交联薄膜在紫外光区的吸光度达到最大值10,在可见光区薄膜对光的透过率不到10%,甲醛的加入有利于提高TLQA/CMPVA交联薄膜的透光率。当聚电解质溶液偏弱碱(pH值=9)性时有利于聚电解质交联薄膜对光的透过。叁甲基木质素季铵盐加入后,聚电解质交联薄膜对氧气和二氧化碳的透气量均增大。交联剂甲醛降低了聚电解质交联薄膜对氧气和二氧化碳的透气性。当聚电解质溶液中性或偏碱性时,聚电解质交联薄膜的透气性减小。聚电解质交联薄膜表面亲水性大于聚电解质共混薄膜表面亲水性,聚电解质交联薄膜的耐水性大于聚电解质共混薄膜。与PVA相比,CMPVA结晶结构消失。交联作用使TLQA和CMPVA复合更紧密。为TLQA/CMPVA交联薄膜的制备及其在特殊地膜、缓释包装材料中的应用提供了理论依据。(本文来源于《功能材料》期刊2018年06期）
严旭丰[6]（2018）在《超薄锂镧锆氧固体电解质薄膜的制备与应用》一文中研究指出相比传统的液态锂离子电池,全固态锂离子电池具有优秀的安全性能、高的能量密度、好的循环性能等优点,近些年受到越来越多的关注。固体电解质作为全固态电池中的核心材料,直接决定了全固态电池的性能。在众多的固体电解质中,立方相的Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)具有较高的离子电导率、宽的电化学窗口和优异的对锂稳定性。是目前报道出的最具发展潜力的氧化物固体电解质。然而,LLZO电解质在发展应用中遇到了一些问题,如离子电导率不够高、界面问题等。这些问题严重制约LLZO的应用。如果将固体电解质制备成薄膜型材料,会大大降低锂离子的扩散时间与全固态电池的总阻抗,可以弥补LLZO在离子电导率方面的不足。目前已报道的LLZO薄膜中,由于制备方法、基底要求等问题,这些LLZO电解质薄膜还不能在全固态电池中取得应用。综合以上因素,本论文主要的研究内容是制备出超薄LLZO电解质薄膜,并将其应用在全固态电池中。研究过程包括LLZO纳米颗粒的制备、LLZO纳米浆料的制备、LLZO薄膜的成型、LLZO薄膜的应用。最后对LLZO全固态电池进行电化学性能的表征与研究。具体研究内容如下:(1)分段式固相烧结法能够保证烧结过程中原料的充分接触,反应产物杂质少。利用该方法制备出高纯度、高离子电导率的立方相LLZO材料。其室温离子电导率为2.10 x 10~(-4) S·cm~(-1)。利用高能球磨法制备出LLZO固体电解质纳米颗粒,纳米颗粒粒径分布在50 nm-80 nm之间。(2)优化纳米浆料的组分及比例,既能保证电解质薄膜的离子电导率,又能提高电解质薄膜的力学性能。加入LiTFSI作为锂盐来提高离子电导率,SPEEK-PSI-Li作为粘结剂来提高薄膜的致密度、Piuronic?F127作为表面活性剂,选取NMP作为溶剂,调配出LLZO纳米电解质纳米浆料。(3)流延法制备LLZO固体电解质薄膜,保证了正极材料与电解质层的良好的接触,制备出的LLZO薄膜厚度最小在2μm左右。该薄膜具有0-5 V的电化学窗口、优异的对锂稳定性。在20℃下的离子电导率为5.55 x 10~(-6) S·cm~(-1),100℃下的离子电导率为6.69 x 10~(-5) S·cm~(-1)。(4)选取LCO作为正极材料、金属锂作为负极材料、LLZO薄膜电解质,装配出LCO/LLZO/Li全固态电池。该电池在室温条件下,首次充电比容量为131.6mAh g~(-1),放电比容量为117.3 mAh g~(-1),首次库伦效率为85.3%。经过45周循环之后,放电比容量为119.3 mAh g~(-1)。1 C的大电流密度下,首次充电比容量为73.0mAh g~(-1),放电比容量为58.6 mAh g~(-1),库伦效率为80.2%。利用溶胶凝胶法制备出LCO@LiNbO_3正极材料,缓解了电池界面的空间电荷效应。(5)LFPO正极材料性能稳定,空间电荷效应较小。利用其作为正极材料,金属锂作为负极材料、LLZO薄膜电解质,装配出LFPO/LLZO/Li全固态电池。该电池首次充放电过程中极化电压只有0.08 V,说明了该电池的阻抗较小。在室温下第1周的充电比容量为178.4 mAh g~(-1),放电比容量为160.4 mAh g~(-1),库伦效率为89.9%。经过100周循环之后,放电比容量为136.8 mAh g~(-1),库伦效率接近99.8%。60℃条件下经过100周循环之后,放电比容量保持率为95.6%。LFPO/LLZO/Li全固态电池还表现出优异的倍率性能。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)》期刊2018-05-01）
解添[7]（2017）在《La_(10)Si_(5.8)Mg_(0.2)O_(26.8)电解质薄膜及其阳极功能层制备》一文中研究指出固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFCs)是一种能够转换能量的装置。SOFCs将燃料气体和空气在电解质处发生电化学反应,于是把燃料的化学能转变为电能从而实现能量的转换。SOFCs不但是清洁的能源,而且还是一种极其高效的能源。由于传统的SOFCs在高温下运行,这严重限制了SOFCs的发展,因此中低温SOFCs成为了现阶段研究的热点。中低温SOFCs降低了运行时的温度,使SOFCs的性能更稳定、使用寿命更长久、材料之间的相容性更佳、生产成本更低。与此同时,中低温的SOFCs还可以加速启动速度、降低启动时间、拥有着宽广的使用空间进而推动SOFCs的商业化发展。因此,寻找中低温下具有高离子电导率的电解质材料以及电解质的薄膜化成为了研究的关键。我们选择了在中低温下具有较高离子电导率的新型电解质材料磷灰石型硅酸镧La_(10)Si_(5.8)Mg_(0.2)O_(26.8)作为制备电解质薄膜的材料。这种材料的分子式中SiO_2与La_2O_3的比例为9:7;在中低温下拥有着相对较低的活化能以及相对较高的氧负离子的电导率;在氧分压很宽的条件下,它是优良的纯氧负离子导体;与此同时,它还有着化学稳定性高,热膨胀系数低等优势,是一种非常有潜力的中温SOFCs电解质材料。为了在多孔阳极上得到均匀致密的电解质薄膜,本研究采用丝网印刷的方法,在镍/磷灰石型硅酸镧多孔复合阳极上制备一层Ni/La_(10)Si_(5.8)Mg_(0.2)O_(26.8)阳极功能层。将NiO/La_(10)Si_(5.8)Mg_(0.2)O_(26.8)粉料与松油醇以质量比为6:4的比例混合并加入不同量的乙基纤维素作为粘结剂,从而得到功能层浆料。用刮板将浆料印刷在阳极片基片上,在70℃下烘干半小时,之后在1050°C下烧结2 h。在600°C恒温下的氢气氛围中还原功能层样品,最终制备出Ni/La_(10)Si_(5.8)Mg_(0.2)O_(26.8)阳极功能层。采用XRD和SEM对阳极功能层进行了物相、表面微观形貌以及功能层厚度表征。采用图像分析法测定了样品的孔隙率,使用万用表测量室温下阳极功能层的电阻。实验结果表明:用含14 wt%乙基纤维素的浆料印刷出的阳极功能层样品表面没有发现明显的裂纹,其平均气孔尺寸在1μm以下。当乙基纤维素含量很小或者很大的时候功能层气孔尺寸变大并出现裂纹。样品还原后,电阻在2.0Ω~2.2Ω范围内。综合考虑阳极功能层的物相、表面微观形貌、电阻,以加入14wt%乙基纤维素作为粘结剂制得的功能层最好。本研究论文通过采用磁控溅射的方法来制备磷灰石型硅酸镧La_(10)Si_(5.8)Mg_(0.2)O_(26.8)电解质薄膜;详细探讨了磁控溅射法制备电解质薄膜的影响因素;分别采用EPMA、SEM和XRD等方法对电解质薄膜进行表征,最终得到射频磁控溅射法沉积La_(10)Si_(5.8)Mg_(0.2)O_(26.8)电解质薄膜的最佳参数为:工作气压:0.7 Pa、电源功率:80 W、基片温度:室温、退火温度:1100°C、退火时间:6 h。(本文来源于《大连理工大学》期刊2017-06-06）
李飞[8]（2017）在《阳极支撑SOFC电解质薄膜及电极材料的制备与性能研究》一文中研究指出固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)是新型绿色发电技术,采用离子导体为隔膜,直接将化学能转化为电能,能量转换效率高,安全环保,很有发展前景。然而其工作温度较高会引发诸多问题,降低SOFC的使用寿命和工作效率,实现电池中低温化的常用方法就是采用阳极支撑SOFC,将电解质材料制备成薄膜。作为SOFC的重要组成部分,阳极支撑体与电解质薄膜的性能极为重要。首先以石墨为造孔剂制备多孔NiO/YSZ阳极材料,探讨造孔剂含量对阳极材料微观结构及各项性能的影响。结果表明随着造孔剂含量的增加,阳极材料的开气孔率和收缩率等逐渐增加,抗热震性能得到改善,而其弯曲强度和电导率有所降低。其中石墨含量1Owt%的阳极材料,弯曲强度在50MPa左右,还原后气孔率达到38%,电导率为720s/cm,满足SOFC正常工作的基本要求。其次通过干压成型法制备出梯度阳极材料,使阳极从支撑层到功能层NiO和造孔剂含量递减,原料粉体颗粒逐渐细化,孔隙率降低,从而增加阳极的催化活性,使阳极材料工作寿命延长,性能提高。对于阳极功能层,原料球磨时间越长,则粉体颗粒越细,混合越均匀,从而保证了较高的反应叁相界面。然后采用浆料旋涂法在阳极支撑体上制备电解质薄膜,研究各项旋涂工艺参数对电解质薄膜厚度和致密性的影响。发现粘结剂中乙基纤维素含量为3wt%,固相含量为40wt%,阳极预烧温度为800℃时,薄膜致密性较好。旋涂时间为20s,转速4000r/min,旋涂4次时,可以得到厚度15um左右的电解质薄膜。薄膜厚度均匀平整,与阳极支撑体连接紧密。在YSZ浆料中加入Bi203作为烧结助剂,不仅可以降低烧结温度,提高致密性,还能促进晶粒生长,降低电解质材料的晶界电阻。但过多的Bi2O3会导致部分c-ZrO2转变为氧离子电导率较低的m-ZrO2,同时降低了电解质的抗热震性能。添加3wt%Bi2O3的YSZ电解质在125℃时的相对密度为97.5%,达到纯YSZ电解质在1450℃烧结后的致密性,避免了 m-ZrO2的生成,较为合适。最后采用溶胶凝胶法制备出比表面积较大、反应活性较高的钙钛矿型LSM阴极粉体。将LSM与YSZ混合,球磨时间越长,粉体混合越均匀,颗粒越细小。通过旋涂法在阳极支撑电解质上制备复合阴极薄膜,可得到SOFC单电池。浆料中乙基纤维素起到粘结剂和造孔剂的双重作用,其含量为6wt%的复合阴极在110℃烧结后骨架结构细化,孔隙细小均匀,薄膜表面平整,且与电解质接触紧密,使阴极拥有更多的叁相界面,电化学活性提高。(本文来源于《山东大学》期刊2017-05-21）
李忆秋,杜付明,陈骋,贺明辉,方锐[9]（2016）在《石榴石型固体电解质薄膜的制备及电输运特性研究》一文中研究指出【引言】石榴石型(Garnet-type)固态电解质是发展二次固态锂离子电池的重要材料。本课题选择Li_7La_3Zr_2O_(12)(LLZO)陶瓷作为研究体系,采用流延法制备得到高致密的陶瓷薄膜。并系统研究了陶瓷薄膜的相结构、组分、显微结构,及其对陶瓷薄膜电输运性能的影响规律。【实验】在LLZO陶瓷中引人掺杂元素Ta,稳定其立(本文来源于《第18届全国固态离子学学术会议暨国际电化学储能技术论坛论文集》期刊2016-11-03）
陈鹏,梁小平,巫玮珊,张颖策,樊小伟[10]（2016）在《PEO/LiClO_4-(PC)_x-(SiO_2)_y电解质薄膜的制备及性能》一文中研究指出以聚环氧乙烷(PEO)/高氯酸锂(LiClO_4)为基体材料,碳酸丙烯酯(PC)为增塑剂,正硅酸乙酯(TEOS)水解制得的纳米SiO_2为掺杂相,采用匀胶法制备了PEO/LiClO_4-(PC)_x-(SiO_2)_y电解质薄膜,考察了PC单掺和PC-SiO_2共掺对电解质薄膜微观形貌、电性能和物相结构的影响。结果表明,随着PC掺量的增加,室温下电解质薄膜离子电导率呈现先增加后减小的趋势,PEO/LiClO_4-(PC)0.4电解质薄膜的电导率达到极值6.26×10~(-6)S/cm,与未增塑PEO/LiClO_4薄膜相比提高了66%,表面平整度有所提高但仍存在少量波纹。PC与纳米SiO2共掺时制备的PEO/LiClO_4-(PC)0.4-(SiO_2)0.08电解质薄膜离子电导率达到最高值为1.55×10-5 S/cm,与PEO/LiClO_4-(PC)0.4电解质薄膜极值相比提高了1.5倍,薄膜表面平整。X射线衍射分析表明,PC和纳米SiO_2的加入大大降低了PEO的结晶度,有利于提高电解质薄膜的离子电导率。(本文来源于《高分子材料科学与工程》期刊2016年07期）
聚电解质薄膜论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell,SOFC)是一种可以直接将化学能转化为电能的新型纯固态发电装置,由于其出色的高效和清洁等能力被人们认为是解决目前能源短缺和高污染问题的一个重要发展方向,被众多研究者们青睐。Y203稳定的Zr02(YSZ)作为目前最常用的固体电解质材料,目前限制它广泛应用的主要原因还是过高的工作温度,这对组成电池的关键材料提出了更高的要求,限制了材料的选取,增加了成本。本文通过将其制备成薄膜以及高离子电导率的Bi203掺杂,可以降低中温工作时的欧姆阻抗,提高电池在中温下的工作效率。同时本文通过在阳极和电解质之间制备了阳极功能层,增大了阳极的叁相反应界面。本文选用淀粉、活性炭、微球石墨、碳纤维四种不同造孔剂,使用干压成型的方法制备多孔NiO/YSZ阳极,观察造孔剂种类和加入量对阳极性能的影响,实验发现活性炭制备出的气孔分布更均匀,连通性更好,阳极气孔率随活性炭的加入量增加呈现递增趋势,弯曲强度则随其递减。当活性炭加入量为1 Owt%时,1250℃烧结的阳极的弯曲强度可达57.38MPa,经过还原后阳极气孔率增加到41%,此时可以满足SOFC对阳极材料性能的基本要求。使用旋涂法在阳极基体上制备了阳极功能层,探究了浆料固相含量、预烧温度、旋涂转速和层数对于功能层结构的影响。使用微球石墨作为造孔剂制备阳极功能层,选用950℃预烧的阳极支撑体,旋涂制备的阳极功能层比较平整,气孔细小。配置3 0%固相含量的浆料,选用转速3000r/min,旋涂30s,旋涂4层的可以在阳极支撑体上制备出厚度30μm左右的阳极功能层,增加了阳极的叁相反应界面。使用浆料旋涂法制备8YSZ电解质薄膜,对影响电解质薄膜性能的关键参数进行了研究,其中包括电解质浆料的性质、旋涂的工艺参数和氧化铋掺杂等。将超声分散8h后的YSZ颗粒配制成浆料涂覆到阳极支撑体上,通过多层旋涂并热处理可以得到了致密的厚度为7μm的电解质层,晶粒大小为3μm左右。有机浆料中乙基纤维素添加量为3wt%时,阳极支撑体预烧温度为1000℃时,电解质薄膜的致密度和平整度最好,没有大的颗粒凸起和明显的裂痕及气孔。实验分析可得Bi203掺杂降低了 YSZ电解质的烧结温度,提高了致密度。掺杂Bi203后YSZ电解质在1100℃烧结温度就可以获得致密的电解质层,而未掺杂Bi203的电解质薄膜达到相同致密度至少需要1350℃,并且Bi2O3掺杂后使得晶粒生长更加的均匀,5mol%氧化铋掺杂的YSZ晶粒大小普遍在2-4μm。通过溶胶凝胶法制备了LSM粉体,通过测定粉体的结构和比表面、孔径等,发现煅烧后可以获得晶体结构好,颗粒细小均匀的LSM粉体,颗粒孔径主要为介孔,比表面可达到20.568m2/g。将LSM粉体制成复合阴极浆料,旋涂到电解质层上,研究了烧结温度对于阴极结构的影响。1100℃烧结得到的复合阴极薄膜结构疏松,气孔细小,便于气体流通和阴极反应的进行,同时烧结过程中LSM和YSZ不发生化学反应,1100℃是最合适的复合阴极烧结温度。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
聚电解质薄膜论文参考文献
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