新能源行业迅速发展,锂离子二次电池一直受到科学家的青睐。开发能量密度更大,倍率性能更好,更安全,寿命更长,以及加工性能更好的锂离子电池成为未来锂离子电池发展的方向。锂离子电池发展至今,一直存在着一些问题。液态电池充放电过程中产生的锂枝晶生长现象会造成短路,同时电解液易液漏;聚合物锂离子电池电解质的电导率和界面性能有待提高,所有这些问题都是未来研究需要攻克的难点。本论文主要介绍了第三代离子液体-纳米类流体的合成,以及在液态电解质和聚合物电解质中的应用。同时,纳米类流体发展至今10年,有关合成方法和流动机理的相关理论研究的比较多,而其具体应用而寥寥无几。所以本论文还研究了环氧类纳米类流体在抗静电材料中的应用,拓宽了纳米类流体应用范围。1.锂枝晶不均匀的生长是液态二次锂电池长期存在的问题,它导致电池容量下降,甚至造成安全隐患。根据连续介质理论,得出解决锂金属不均匀沉积的方法之中,固定阴离子是一个有效的尝试。本论文第一章合成了一种以二氧化硅为核,PEG磺酸盐为壳的咪唑型纳米类流体(NSi F-Im)。然后将用作电解质,定量地与碳酸丙烯酯PC混合,制成含1 mol kg-1 LTFSI的三元电解质。文章表征了NSi F-Im的红外,热性能;并研究三元电解质的电导率,电化学窗口,与锂金属电极的电化学稳定性;以及Li Co O3|Li半电池的充放电性能。10 wt.%NSi F-Im含量的电解质具有最佳的电化学稳定性和倍率性能,0.1C下的首次充放电容量分别为145 m Ahg-1和134m Ahg-1。结果证明,NSi F-Im/PC适当的配比可以获得高容量,高库伦效率的电池,电池容量保持率和稳定性增加,还有效抑制了锂枝晶的生长。2.将咪唑纳米类流体NSi F-Im用作离子液体添加剂,Li Cl O4作为锂盐,制成不同配比的PEO聚合物电解质膜,并测试了膜的各种电化学性能。30℃时,电导率的最高点出现在纳米类流体含量10 wt.%处,电导率从纯PEO的8.69×10-8 S/cm上升至1.04×10-5 S/cm。含不同NSi F-Im的PEO聚合物电解的电导率与温度关系符合Arrhenius方程,纳米类流体含量为10 wt.%的样品离子电导率活化能Ea值最小。纳米类流体的加入明显降低了界面阻抗值,同时还增加了界面稳定性。10 wt.%NSi F-Im含量的PEO电解质表现出最为稳定性质。60℃条件下,NSi F-Im纳米类流体大大提升聚合物电解质的锂离子迁移率,同时10 wt.%纳米流体的样品获得最大的锂离子迁移数,锂离子迁移数由0.349上升至0.491。线性扫描伏安法表明,NSi F-Im的加入明显增加了电解质的电化学稳定性。3.合成了一种新型的环氧型纳米离子液体NSi F-Hs,测试了FTIR,TEM,TG,DSC,离子电导率等性能。然后将其用作聚氨酯改性的大分子交联剂,与预聚物(聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)和4,4’-二苯基-甲基-二异氰酸酯(MDI))反应,制得新型的聚氨酯杂化膜(PU/NSi F-Hs)。PU/NSi F-Hs的拉伸强度和断裂伸长率在类流体含量低于4 wt.%时都随着其添加量的增加而增大,最大达30.7 MPa,比纯PU大两倍左右(16.7MPa)。特别是NSi F-Hs的加入赋予了PU杂化膜永久的抗静电性能,这是因为NSi F-Hs上存在离子键和丰富的吸水性羟基基团。PU杂化膜的表面电阻率在8wt.%NSi F-Hs达到7.35×107?/sq。