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基于非离子水性聚氨酯的固态电解质的制备与性能的任务书 任务书 一、任务名称: 基于非离子水性聚氨酯的固态电解质的制备与性能研究 二、任务背景: 电力储能技术是能源转型的关键技术之一,其中锂离子电池是目前市场上最为成熟的电源之一。锂离子电池作为储能设备的重要组成部分,其安全性和使用寿命一直是业界所关注的问题。针对这一问题,研究人员提出了使用固态电解质替代传统液态电解质的方案,以增强电池的安全性和使用寿命。在固态电解质的选材中,聚合物材料特别是热塑性聚氨酯成为了研究的热点。 三、任务目标: 本任务旨在制备一种基于非离子水性聚氨酯的固态电解质,通过对制备工艺和电化学性能进行系统研究,探究其在锂离子电池中的应用性能。 四、任务内容: 1.合成非离子水性聚氨酯:参考现有文献,通过改变反应条件、添加剂等措施制备非离子水性聚氨酯材料,设计合成方案,并进行实验验证。 2.制备电解质:将合成的非离子水性聚氨酯与锂盐混合,制备成固态电解质薄膜,采用控制溶剂挥发法或热压法制备电解质薄膜,并对其表面形貌进行表征。 3.性能测试:采用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、差示扫描量热分析(DSC)等手段对制备的电解质进行性能测试;采用电化学工作站对其电化学性能进行测试,分别测试其离子导电性、电化学稳定性等性能指标。 4.应用研究:利用制备出的电解质薄膜搭配正负极材料组装成锂离子电池,并进行性能测试和对比分析性能指标,探究其在锂离子电池中的应用性能。 五、任务要求: 1.熟悉聚氨酯聚合物材料合成、电化学测试技术; 2.具备扫描电子显微镜、热重分析、差示扫描量热分析等分析测试技能; 3.具备电化学工作站使用和电池性能测试技能; 4.具备基础的文献检索和撰写论文的能力。 六、任务进度: 任务周期为6个月,具体进度计划如下: 第1个月:了解固态电解质的研究现状,确定研究方法和实验流程; 第2-3个月:基于非离子水性聚氨酯的制备工艺优化及聚合反应条件探究; 第4个月:制备电解质薄膜,并进行表面形貌表征; 第5个月:测试电解质薄膜的性能并对比分析; 第6个月:制备锂离子电池,并对其电化学性能进行测试和分析。 七、参考文献: 1.Chiang,Y.M.,Moore,J.S.,etal.(2015).Nonflammableelectrolyteforlithium-ionbatteries.UnitedStatesPatentUS9054136B2. 2.Cheng,H.K.,Liao,C.H.,etal.(2016).Synthesis,characterization,andionconductionbehaviorofpolyurethanesolidpolymerelectrolytes.JournalofPowerSources,326,489-497. 3.Li,N.,Wang,B.,etal.(2016).Ahigh-performancesolid-stateelectrolyteoflithium-ionbatteries:polymerelectrolytecomposedofcross-linkedpolyethyleneglycolandlithiumbis(trifluoromethanesulfonyl)imide.ACSAppliedMaterials&Interfaces,8(20),12743-12752. 4.Wei,K.,Jiang,Y.,etal.(2019).Amino-functionalizednon-isocyanatepolyurethane-basedsolidpolymerelectrolytesforapplicationinhigh-performancelithium-ionbatteries.JournalofMembraneScience,590,117287.