تهیه الکترولیتهای ژلپلیمری با عامل اتصال عرضی بر پایه دندریمر پلی(آمیدوآمین)
نام عام مواد
[پایاننامه]
عنوان اصلي به زبان ديگر
Preparation of gel polymer electrolytes with a poly(amidoamine) dendrimer-based crosslinker
نام نخستين پديدآور
/الهام دهقانی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: مهندسی پلیمر
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۴۰۱
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۱۵۰ص.
ساير جزييات
:
يادداشت کلی
متن يادداشت
زبان: فارسی
متن يادداشت
زبان چکیده: فارسی
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به مشخصات ظاهری اثر
متن يادداشت
مصور، جدول، نمودار
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
دکتری
نظم درجات
مهندسی شیمی- پلیمر
زمان اعطا مدرک
۱۴۰۱/۰۶/۰۱
کسي که مدرک را اعطا کرده
صنعتی سهند
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
مطابق پژوهشهای انجام شده، استفاده از شبکههای دارای اتصالات عرضی به عنوان میزبان پلیمری در الکترولیتهای پلیمری ژل (GPEs) و همچنین استفاده از پرکنندهها در آنها به عنوان دو روش موثر در بهبود هدایت یونی و خواص الکتروشیمیایی مطرح هستند .تحقیقات زیادی در زمینه تهیه الکترولیتهای پلیمری شبکهایشده و الکترولیتهای پلیمری کامپوزیتی انجام شدهاند و از عوامل اتصال عرضی زیادی نیز استفاده شده است .با این حال، دندریمرها به عنوان ساختارهای چندعاملی جذاب میتوانند با برخی تغییرات ساختاری به عنوان گزینههای عملی برای ایجاد اتصالات عرضی در میزبان پلیمری و یا به عنوان پرکننده در آنها استفاده شوند .استفاده از دندریمرها در تولید الکترولیتهای پلیمری کامپوزیتی به دلیل ساختار پرشاخه خاص، Tg پایین و ماهیت آمورف مزایای فراوانی مانند بهبود هدایت یونی از طریق کنترل بلورینگی ماتریس پلیمری، پایداری و خواص الکتروشیمیایی GPE را به دنبال دارند .در کار حاضر، از دو رویکرد مختلف برای تهیه الکترولیتهای پلیمری کامپوزیتی بر پایه ماتریس پلی(پلی(اتیلن گلیکول) متیل اتر متاکریلات ( )(PEGMA)p)و دندریمرهای پلی(آمیدوآمین ( (PAMAM)استفاده شد .در رویکرد اول، دندریمرهای PAMAM در نسلهای مختلف GD ۰/۰ تا GD ۴/۰ سنتز شدند و سپس، هر نسل از طریق اصلاح سطح توسط آکریلوئیل کلرید و متعاقبا ایجاد گروههای وینیلی واکنشپذیر، به یک عامل اتصال عرضی چند عاملی شاخهای تبدیل شد .سپس، عوامل اتصال عرضی دندریمری سنتزشده، از طریق پلیمریزاسیون درجا وارد ماتریس (PEGMA)p شدند .در رویکرد دوم، دندریمر GD ۳/۰ از طریق اصلاح سطحی به یک عامل RAFT تبدیل و سپس از طریق پلیمریزاسیون درجای RAFT وارد ساختار ماتریس (PEGMA)p شد و ماتریس به طور همزمان با عامل اتصال عرضی کوچکمولکولی اتیلن گلایکول دیمتاکریلات (EGDMA) شبکهای شد .درستی سنتز در هر مرحله از طریق آزمونهایIR - FTو ۱NMR -Hبررسی شد .همچنین، خواص فیلمهای (PEGMA)p سنتزشده از طریق آزمونهایDSC ، TGA و XRD بررسی شدند GPEs .از متورم ساختن فیلمهای (PEGMA)p سنتزشده در محلول ۱ مولار نمکLiPF ۶ در( DEC/DMC ۱:۱، حجمی/حجمی) تهیه شدند .خواص الکتروشیمیایی GPEs تهیهشده از طریق آزمونهای طیفسنجی امپدانس الکتروشیمیایی، ولتامتری چرخهای و عملکرد چرخهای در طول فرایند شارژ/تخلیه بررسی شدند GPEs .آمادهشده از رویکرد اول، خواص الکتروشیمیایی بسیار خوبی از جمله رسانایی یونی بالا در محدوده S/cm ۱۰-۲، عدد انتقال کاتیون قابل توجه در محدوده ۰/۶۵-۰/۵۵، پنجره پایداری الکتروشیمیایی گسترده تاV ۵ در مقابلLi/Li + و مقاومت سطحی کم را ارائه کردند .همچنین، آنها عملکرد چرخهای عالی و ظرفیت ویژه بالایmAh/g ۱۸۵ را در سل LCO||Li نشان دادند GPEs .آمادهشده از رویکرد دوم نیز خواص الکتروشیمیایی امیدبخشی مانند رسانایی یونی خوب در محدوده S/cm ۱۰-۳، عدد انتقال کاتیون بالا در محدوده ۰/۴۵-۰/۳۹، پنجره پایداری الکتروشیمیایی گسترده تاV ۵ در مقابلLi/Li + و مقاومت سطحی کم را ارائه کردند .همچنین، آنها عملکرد چرخهای خوب در طول ۱۰۰ چرخه شارژ/تخلیه و ظرفیت ویژه بالای mAh/g ۱۵۱ را در سل LCO||Gr نشان دادند .
متن يادداشت
Gr cells.||Li cells. GPEs prepared from the second approach also showed promising electrochemical properties such as good ionic conductivity in the range of 10-3 S/cm, high cation transference number in the range of 0.39-0.45, wide electrochemical stability window up to 5 V vs. Li/Li+ and low surface resistance. Also, they showed good cyclic performance during 100 charge/discharge cycles and high specific capacity of 151 mAh/g in LCO||Previous researches have proved that using chemically crosslinked gels as a polymer host in gel polymer electrolytes (GPEs) and also using fillers in the preparation of composite polymer electrolytes (CPEs) have many advantages including enhanced electrochemical properties and high ion conductivity as two important factors in the efficiency of produced polymer electrolytes in LIBs. Lots of researches have been conducted in the case of preparation of crosslinked polymer electrolytes and composite polymer electrolytes and lots of crosslinking agents have been used. Meanwhile, dendrimers as attractive multifunctional structures can be used with some structural modifications as practical options for crosslinking of polymeric host in GPEs or fillers in CPEs. The use of such structures in the preparation of CPEs has many advantages such as improved ionic conductivity through suppressing the crystallinity of polymer matrix, stability and electrochemical properties of GPEs due to their unique branched structure, low Tg, and amorphous nature. In present study, two different approaches were used to prepare composite polymer electrolytes based on poly(poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate) (p(PEGMA)) matrix and poly(amidoamine) (PAMAM) dendrimers. In the first approach, PAMAM dendrimers have been synthesized in different generations of 0.0GD to 4.0GD and then each generation has been transformed into a multifunctional branched crosslinker through surface modification by acryloyl chloride and subsequently creating reactive vinyl groups. Then, the synthesized crosslinker dendrimers have been introduced to the p(PEGMA) matrix by in-situ polymerization. In the second approach, the 3.0GD dendrimer was converted into a RAFT agent through surface modification and then introduced into the structure of p(PEGMA) matrix through RAFT in situ polymerization, and the matrix was simultaneously cross-linked with the small molecular cross-linking agent of ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA). The accuracy of synthesis in each step was proved through FT-IR and 1H-NMR. Also, the synthesized p(PEGMA) films were characterized through DSC, TGA, and XRD. GPEs were prepared by swelling the synthesized p(PEGMA) films in a 1 M LiPF6 salt solution in DEC/DMC (1:1, v/v). The electrochemical properties of the prepared GPEs were investigated through electrochemical impedance spectroscopy, cyclic voltammetry and cyclic performance tests during the charge/discharge process. GPEs prepared from the first approach presented excellent electrochemical properties including high ionic conductivity in the range of 10-2 S/cm, significant cation transference number in the range of 0.55-0.65, wide electrochemical stability window up to 5 V vs. Li/Li+ and low surface resistance. Also, they showed excellent cycling performance and high specific capacity of 185 mAh/g in LCO
خط فهرستنویسی و خط اصلی شناسه
ba
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Preparation of gel polymer electrolytes with a poly(amidoamine) dendrimer-based crosslinker