具有星狀有機無機高分子電解質之結構與動力學研究

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吳豐賢(Feng-shien Wu) 查詢紙本館藏

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化學學系

論文名稱

具有星狀有機無機高分子電解質之結構與動力學研究

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摘要(中)

此篇論文主要是利用 jeffamine-ED serious 與三聚氯氰反應形成具有星狀結構之高分子，進一步藉由添加3-Glycidyloxypropyl trimeth- oxysilane (GLYMO) 使其固化，觀察在不同 Lithium perchloride (LiClO4) 濃度下對導電行為的影響。
此篇論文的是藉由液態核磁共振儀 (Solution NMR) 、 X光繞射儀 (XRD) 、微差掃描卡計 (DSC) 、熱重分析儀 (TGA) 、紅外吸收光譜儀 (FTIR) 、交流阻抗分析儀 (AC-Impedance) 以及固態核磁共振光譜儀 (Solid State NMR) 等儀器對具有星狀結構之的固態高分子電解質加以分析研究。藉由交流阻抗分析儀的分析結果，發現於乾式固態高分子電解質中，其導電度隨高分子鏈段運動性增加而上升。在30°C 時的最佳導電度可達6.80 × 10-5 S/cm。

摘要(英)

A sol-gel synthetic route for preparing poly(oxyalkylene) block copolymers has been developed by using 2,4,6-trichloro-1,3,5-triazine (cyanuric chloride, cc) as the coupling core. The coupling reaction involves the selective substitutions of oligo(oxyalkylene)-amines onto the first two chlorides of the triazine ring in a stepwise manner at 0 and 25 oC, and then (3-aminopropyl)trimethoxysilane (APTMS) cross-linking to the third chloride site at 130 oC. Afterwards, (3-glycidyloxypropyl)
-trimethoxysilane (GLYMO) react with the NH2 end groups of
oligo(oxyalkylene)amines (Jeffamine-ED serious) and co-condensation with APTMS to form an organic-inorganic hybrid electrolyte system.
The effects of several variables on conductivity were investigated, such as length of PEO chain, percentage of EO/PO segments, extent of cross-linking, and salt concentration (LiClO4). A full characterization was made by Solution NMR, X-ray Diffraction Spectrometer (XRD), Thermo Gravimetric Analyzer (TGA), differential scanning calorimetry (DSC), ionic conductivity, IR spectroscopy, and multinuclear solid-state NMR spectroscopy. The optimal lithium ionic conductivity for the hyperbranched copolymer electrolytes thus obtained reaches 6.80 x 10-5 S/cm at 30 °C with the composition of cc: ED2000: GLYMO = 1:3:3.

關鍵字(中)

★ 電解質
★ 聚矽氧烷機
★ 三聚氯氰

關鍵字(英)

★ electrolyte
★ cyanuric chloride
★ GLYMO

論文目次

第壹章緒論……………………………………………………………..1
1-1. 簡介………………………………………………………………1
1-2. 文獻回顧…………………………………………………………2
1-2-1. 鋰電池的發展..……………………………………………..2
1-2-2. 高分子電解質……………..………………………………..2
1-2-3. 固態高分子電解質 (Solid Polymer Electrolytes)………....3
1-2-4. 膠態 (gelled-type) 高分子電解質…………………………5
1-2-5. 含有三氮環之高分子………………………………………7
1-2-6. 有機矽高分子………………………………………………9
第貳章研究方向………………………………………………………10
2-1. 研究目的………………………………………………………..10
2-2. 研究架構………………………………….…………………….10
第叁章實驗部分與原理………………………………………………12
3-1. 實驗藥品………………………………………………………..12
3-2. 儀器設備………………………………………………………..13
3-3. 高分子電解質膜之製備………………………………………..13
3-3-1. 含有 APTMS 之星狀高分子…………………………….13
3-3-2. 相同手臂的星狀高分子 ( homoarm star polymer )……...14
3-4. 儀器分析原理…………………………………………………..16
3-4-1. 液態核磁共振儀 (Solution NMR)…………….……….…16
3-4-2. X光繞射儀 (X-ray Diffraction Spectrometer)…………....18
3-4-3. 微差掃瞄熱卡計 (Differential Scanning Calorimeter)…...20
3-4-4. 熱重量分析儀 (Thermo Gravimetric Analyzer)……….....22
3-4-5. 傅立葉紅外線吸收光譜儀………………………………..23
3-4-6. 交流阻抗分析儀…………………………………………..23
3-4-7. 固態核磁共振光譜儀……………………………………..27
3-4-7-1. 原理簡介……………………………………………...27
3-4-7-2. 常用固態核磁共振技術……………………………...32
第肆章結果與討論…………………………………………………..37
4-1. 乾式星狀固態高分子電解質……………………………………..37
4-2. 液態核磁共振 (Solution NMR) 光譜分析……...………………38
4-3. X-ray 粉末繞射 (Powder X-ray Diffraction) 圖譜分析…..…...45
4-4. 微差掃瞄熱卡計 ( Differential Scanning Calorimeter) 分析.…...48
4-5. 熱重量分析……………………………………………...………...56
4-6. 紅外吸收光譜之鑑定……………………………………………..58
4-7. 固態高分子電解質之導電度量測………………………………..75
4-8. 固態核磁共振光譜分析….………………..……………………...99
4-8-1. 29Si MAS NMR………………………..…………...…......100
4-8-2. 13C MAS NMR……………………………..……….…….102
4-8-3. 13C CP/MAS NMR ……………………...….………..……106
4-8-4. 7Li 譜寬分析………………………………………….…..113
4-8-5. 7Li-{1H} MAS NMR………...............................................122
第伍章結論…………………………………………………………128
參考文獻………………………………………………………………131

參考文獻

1. Fenton, D.E.; Parker, J.M.; Wright, P.V. Polymer 1973, 14, 589.
2. Wright, P.V. Br. Polym. J. 1975, 7, 319.
3. Armand, M.B.; Chabagno, J.M.; Duclot, M.J. In: Fast Ion Transport in Solids (Eds. P. Vashishta, J.N. Mundy, G.K. Shenoy) 1979, Elesevier, North-Holland, Amsterdam, p.131.
4. Aramata, A.; Masuda, M. J. Electrochem. Soc. 1991, 138, 1949.
5. Sung, H.Y.; Wang, Y.Y.; Wan, C.C. J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 1207.
6. Dissanayake, M.A.K.L.; Frech, R. Macromolecules 1995, 28, 5312.
7. Mastragostino, M.; Arbizzani, C.; Meneghelo, L.; Paraventi, R. Adv. Mater. 1996, 4, 331.
8. De Paoli, M.A.; Zanelli, A.; Mastragostino, M.; Rocco, A.M. J. Electroanal. Chem. 1997, 435, 217.
9. Hu, S.; Fang, S. Electrochim. Acta 1999, 44, 2721.
10. Chen-Yang, Y.W.; Hwang, J.J.; Chang, F.H. Macromolecules 1997, 30, 3825.
11. Hajek, J. 1949, 8, 10.
12. 費定國、高昀成“碳材料在鋰電池之發展與應用”工業材料121期，頁80（86.1）
13. 姚慶意“高分子鋰電池”工業材料122 期，頁117（86.2）
14. Berthier, C.; Gorecki, W.; Minier, M.; Armand, M. B.; Chabagno, J. M.; Rigaud, P. Solid State Ionics, 1983, 11, 91.
15. Shriver, D. F.; Ratner, M. A. Chem. Rev., 1988, 245, 4.
16. 楊家諭、鄭程鴻、邱永城 “鋰離子二次電池電解質介紹” 工業材料110 期，頁82（85.2）
17. Fiona, M.G. “Solid Polymer Electrolyte: fundamentals and technological applications”Chap.6, 1997, p95-123.
18. Cheradame, H.; LeNest, J. F.; Gandini, A. and Leveque, M. J. Power Sources, 1985, 14, 27.
19. Armand, M.; Gorecki, W.; Andreani, R. In: Proceedings in the Second
International Meeting on Polymer Electrolytes (Ed. B. Scrosati) 1990, Elsevier, New York, p.91.
20. Kobayashi, N.; Uchiyama, M.; Tsuchida, E. Solid State Ionics 1985, 17, 307.
21. Bannister, D.J.; Davies, G.R.; Ward, I.M. and McIntyre, J.E. Polymer, 1984, 25, 1291.
22. Bohnke, O.; Rousselet, C.; Gillet, P.A. and Truche, C.; J. Electrochem. Soc., 139, 1862-1865 (1992)
23. Croce, F.; Brown, S.D.; Greenbaum, S. G.; Slane, S. M. and Salomon, M. Chem. Mater. , 5, 1268-1272 (1993)
24. Stallworth, P. E.; Li, J.; Greenbaum, S. G.; Croce, F.; Slane, S. Solid State Ionics, 73, 119-126 (1994)
25. Stallworth, P. E.; Li, J.; Greenbaum, S. G.; Croce, F.; Slane, S. and Salomon, M. Electrochim Acta, 40, 2137 (1995)
26. 楊長榮、唐宏怡、張國恩“高分子鋰二次電池電解質材料介紹”工業材料133 期，頁93（87.1）
27. Itoh, T.; Ikeda, M.; Hirata, N.; Moriya, Y.; Kubo, M. and Yamamoto, O. J. of Power Sources, 81-82, 824-829 (1999).
28. Desai, P. and Hubblell, J. A. Journal of Biomedical Materials Research, 25, 829-843(1991).
29. H. B. and M. W., Journal of Chromatography A, 728, 447-454 (1996).
30. Lin, C. E.; Li, F. K. and Lin, C. H. Journal of Chromatography A, 722, 211-220 (1996).
31. Fahmy, A. S.; Bagos, V. B. and Mohammed, T. M. Bioresource Technology, 64, 121-129 (1998).
32. Yang, Z.; Domach, M.; Auger, R.; Yang, F. X. and Russell, A. J. Enzyme and Microbial Technology, 18, 82-89, February (1996).
33. Gombotz, W. R.; Guanghui, W. and Hoffman, A. S. J. Appli. Polym. Sci, 37, 91-107 (1989).
34. McCreath, G. E.; Owen, R. O.; Nash, D. C. and Chase, H. A. Journal of Chromatography A, 773, 73-83 (1997).
35. Wachsmann, M. and Bruckner, H. Chromatographia, 47, 11/12, June (1998).
36. Jan, J.Z.; Huang, B.H.; Lin, J.-J.; Polymer 44 (2003) 1003–1011
37. Dean M. Tigelaar, Mary Ann B. Meador, James D. Kinder, and William R. Bennett, Macromolecules 2006, 39, 120-127
38. Kaskhedikar, N.; Burjanadze, M.; Karatas, Y.; Wiemhöfer, H.-D. Solid State Ionics 177 (2006) 3129–3134.
39. 賈緒威，科儀新知，第二十一卷第二期，頁18 （88.10）
40. Rabek, J. F. “Experimental Methods in Polymer Chemistry”, New York, 1980.
41. Besenhard, J. O. In Handbook of Battery Materials; Wiley-VCH:
Weinheim, Germany, 1999.
42. Silverstein, R. M .; Webster, F. X. “Spectrometric Identification of Organic”, 1963.
43. Webster, J. G. “Electrical Impedance Tomography”, Adam Hilger,Bristol, 1990.
44. “Basics on AC Impedance Measurements”, Application Note AC-1. Available upon request from EG&G Princeton Applied Research, Electrochemical Instruments Division.
45. Andrew, E. R.; Bradbury, A.; Eades, R. G. Nature. 1958, 182, 1659.
46. Lowe, I. J. Phys. Rev. Lett. 1959, 2, 285.
47. Pines, A.; Gibby, M. G.; Waugh, J. S. J. Chem. Phys. 1972, 56, 1776.
48. Wu, S.; Peng, X.; Song, Y.; Zhou, Z.; Lin, Y.; Chen, D.; Wang, F. Solid State Ionics 1995, 76, 163.
49. Jannasch, P. Electrochim. Acta 2001, 46, 1641.
50. Alloin, F.; Sanchez, J.-Y. Electrochim. Acta 1998, 43, 1199.
51. Ba, H.; Peng, X.; Qi, Y.; Chen, D.; Wang, F. Makromol. Chem. 1990, 191, 2529.
52. Kim, D.-W.; Park, J.-K.; Rhee, H.-W. Solid State Ionics 1996, 83, 49.
53. Acosta, J.L.; Morales, E. Solid State Ionics 1996, 85, 85.
54. Liang, W.-J.; Kuo, C.-L.; Lin, C.-L.; Kuo, P.-L. J. Polym. Sci. Pol. Chem. 2002,40, 1226.
55. Murata, K.; Izuchi, S.; Yoshihisa, Y. Electrochim. Acta 2000, 45, 1501.
56. Jannasch, P. Polymer 2001, 42, 8629.
57. Digar, M.; Hung, S.L.; Wang, H.L.; Wen, T.C.; Gopalan, A. Polymer 2002, 43, 681.
58. Münchow, V.; Noto, V.D.; Tondello, E. Electrochim. Acta 2000, 45, 1211.
59. Gray, F.M. Polymer Electrolytes 1997, The Royal Society of Chemistry, UK,Chap. 1.
60. Watanabe, M.; Sanui, K.; Ogata, N.; Kobayashi, T.; Ohtaki, Z. J. Appl. Phys.1985, 57, 123.
61. Chen, W. B.; Feng, H. Q.; He, D. O.; C. H. Ye J. Appl. Polym. Sci 1998, 67, 139.
62. De Paoli, M.A.; Zanelli, A.; Mastragostino, M.; Rocco, A.M. J. Electroanal.
Chem. 1997, 435, 217
63. Hu, S.; Fang, S. Electrochim. Acta 1999, 44, 2721.
64. Fulcher, G.S. J. Am. Ceram. Soc. 1925, 8, 339.
65. Vogel, H. Phys. Z. 1921, 22, 645.
66. Chintapalli, S.; Frech, R. Solid State Ionics 1996, 86-88, 341.
67. Albinsson, I.; Mellander, B.-E.; Stevens, J.R. J. Chem. Phys. 1992, 96, 681.
68. Chen-Yang, Y.W.; Hwang, J.J.; Chang, F.H. Macromolecules 1997, 30, 3825.
69. Qian, X.; Gu, N.; Cheng, Z.; Yang, X.; Wang, E.; Dong, S. Mater. Chem. Phys.2002, 74, 98.
70. Adam, G.; Gibbs, J.H. J. Chem. Phys. 1965, 43, 139
71. Bruce, P.G.; Vincent, C.A. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1993, 122, 131.
72. Frech, R.; Manning, J.; Teeters, D.; Black, B.E. Solid State Ionics 1988, 28-30,954.
73. Xu, K.; Wan, G.X.; Tsuchida, E. Polym. Adv. Technol. 1992, 3, 133.
74. Torell, L.M.; Jacobsson, P.; Petersen, G. Polym. Adv. Technol. 1993, 4, 152.
75. Kakihana, M.; Schantz, S.; Torell, L.M. J. Chem. Phys. 1990, 92, 6271.
76. Liang, W. J.; Kuo, P. L. Polymer 2004, 45, 1617.
77. Chu, Peter P.; Hsiu-Ping Jen, Fang-Rey Lo, and Lang, C. L. Macromolecules 1999, 32, 4738-4740

指導教授

高憲明(Hsien-Ming Kao)

審核日期

2007-7-23

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