本发明公开了一种荷正电聚电解质络合物均质渗透汽化膜的制备方法，主要包括以下步骤：(1)通过调节阳离子聚电解质溶液pH值，使其带有的氨基部分质子化，与阴离子聚电解质络合，得到荷正电聚电解质络合物；(2)将荷正电聚电解质络合物加入一元酸溶液中，配制荷正电聚电解质络合物分散液；(3)将荷正电聚电解质络合物分散液涂刮于聚砜超滤膜上，烘干得到荷正电聚电解质络合物均质渗透汽化膜，用于有机物脱水。利用该方法制备的渗透汽化膜，在60℃下，分离质量分数为70％水异丙醇溶液时，通量可达8100-9700gm-2h-1，透过液中水质量分数可达96.4-99.3％。因此，所制备的荷正电聚电解质络合物均质渗透汽化膜具有高分离选择性和高耐水性。

1 成果简介本发明涉及一种聚合物电解质材料及其制备方法，尤其是涉及一种可应用于新型高性能固态电池的能量存储、燃料电池的能量转换、化学传感器、电化学电容器等领域的复合型聚合物电解质材料及其制备方法。2 应用说明本发明的目的是提供一种电导率高、机械性能和热稳定性能好的复合型聚合物电解质材料。同时，本发明还提供一种工艺简单，适宜于工业化生产的聚合物电解质材料的制备方法。3 效益分析建设年产复合型聚合物电介质材料 1500 吨， 项目总投资 5000 万元。

300Wh/kg，首次在马里亚纳海沟完成深海测试

应用固态电解质的二次电池有望解决目前商用二次电池的高安全隐患和低能量密度等重要问题。目前固态化的二次电池尚难实现商业化应用，除了材料性能有待提高之外，严格统一的测试标准和规范化的测试技术也是其实用化的主要瓶颈。固态电解质的主要性能参数包括：离子/电子电导率、电化学窗口、界面稳定性和与电极材料的界面兼容性等。本项目将基于电化学原理，应用计算机软件编程和接口技术，结合固态电解质的设计、制备和封装工艺等，将固态电解质的测试技术进行标准化整合为实际测试系统，实现固态电解质

本技术提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案，即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构，建立新一代SEI模型，阐明SEI结构和形成机制，完整构建SEI与电池性能之间的内在联系，定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方，为开发新一代高能量密度电池提供可能。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、技术分析 随着智能手机、笔记本电脑等消费电子产品的快速发展，锂离子电池（Lithium Ion Battery, 简写为LIB）已经成为最成功的电化学储能设备之一，并从根本上影响并改变了人们的日常生活方式。随着制造工艺的逐步成熟，LIB的能量密度已经接近其理论极限。另一方面，可移动电子设备的快速普及和汽车电动化的蓬勃发展也不断要求开发具有更高能量密度的充电电池以满足实际使用的需求，而最先进的LIB依然无法完全满足上述需求。因此，寻找更高能量比的锂电池电极材料，加快下一代新型锂电池关键技术的相关研究，已成为制约锂电池技术产业发展进步的关键问题。锂金属电池的能量密度虽足以达到下一代电动车的要求，但其自身的稳定性仍令人担忧，这主要是因为Li金属的反应活性过高，其几乎可与所有的电解液均能自发地发生化学反应。在电池的运行过程中，Li电极和电解液之间通过自发化学反应和电化学反应导致了固体电解质界面（solid electrolyte interphase，SEI）的形成。当所形成的SEI结构不均匀时会诱发电池体积膨胀，此外，充放电过程中锂的不均匀沉积会导致锂枝晶的形成，锂枝晶的不规则生长会刺穿SEI，导致SEI膜发生破裂，并产生死锂，降低锂金属电池库伦效率；更严重的是，锂枝晶的不断生长会刺穿隔膜，造成电池内部的短路，导致火灾和爆炸等安全事故，大大缩短了电池的使用寿命，严重阻碍了其大规模商业化发展。因此，SEI对LMB的性能具有至关重要的影响。良好且稳定的SEI可以阻止（或者大幅度减缓）负极界面上反应的持续发生，起到保护Li电极的作用。针对下一代高稳定性锂金属电池设计中存在的关键问题，结合国际研究进展与本团队前期研究基础，我们提出了基于多尺度理论模拟结合深度机器学习的一整套解决方案，即利用先进多尺度模拟方法精准解析SEI原子结构，建立新一代SEI模型，阐明SEI结构和形成机制，完整构建SEI与电池性能之间的内在联系，定向设计符合不同商用条件的新型电解液配方，为开发新一代高能量密度电池提供可能。本方案已形成完整的工作流，相关自动化软件已开发完成并交付使用，且具有完全的自主知识产权，可用于国内外上游电池生产研发企业积累原始电池性能数据，大范围筛选有效电解液组分，指导下一代高能量密度锂电池研制。 我们的技术优势与创新主要表现在： 1）首次在电池体系中实现了QM与MM的混合模拟与混合加速； 2）在电池体系模拟中实现了开放电子体系对电化学反应的热力学和动力学预测； 3）在保证精度的前提下，实现了在纳米尺度上对真实的实验SEI结构直接模拟； 4）通过耦合深度机器学习，实现了电解液组分大范围筛选与性能优化。

本发明公开了一种交联型聚电解质-表面活性剂复合物的制备方法及用途。采用自由基聚合的方式制备了聚（甲基丙烯酰氧乙基氯化铵-丙烯酸羟烷酯）共聚物。采用溶液滴定络合的方式制备了聚电解质-表面活性剂复合物。将聚电解质-表面活性剂复合物和交联剂共同溶解在有机溶剂中，采用原位交联的方式制备了交联型聚电解质-表面活性剂复合物膜。交联型聚电解质-表面活性剂复合物分子内部的离子交联结构能够有效保持复合物结构的稳定性，分子链间通过交联剂的交联作用可有效抑制该复合物膜在醇/水料液中的过度溶胀。通过调控共聚物的共聚比例和交联剂的种类可有效调控膜结构。该类优先透醇膜制膜方法简单易行、成本低廉，具有良好的工业应用前景。

为促进冶金科学技术的发展，实现对冶金生产的质量控制和过程控制，在对ZrO2电解质定氧电池失效原因研究的基础上，创造出新型的长寿命连续定氧传感器。通过对固态参比电极性质和电解质中氧位分布等研究，从理论上给出了参比电极的选择原则和依据。通过有关热力学研究，扩展了快速定氧测头的应用范围。通过对固体电解质制备方法和性质的深入研究，改善了定氧传感器的性能。在冶金生产中，大力推广应用有关传感器，取得了显著的效益。例如把氧传感器应用到金川含镍粗铜阳极炉熔炼的研究中，确定出恰当的氧化和还原终点，从而结束了建厂19年来只能生产等外阳极铜板的历史，一级品率达98%以上，年创经济效益240万元以上，获中国有色金属总公司科技进步二等奖。类似的还有“金川阳极板铜模铸造”、“攀钢120吨转炉合理脱氧工艺研究”、“熔融钴基合金中氧活度快速测定”等项目。传感器也被用于有关的冶金物理化学实验研究中，已测定了15种稀土化合物的Gibbs生成自由能，研究了硅酸玻璃中的组元活度以及硫化铜提取热力学等。 已在国内外核心刊物发表有关论文五十余篇，取得了三项国家发明专利，另有三项专利申请已通过实审。本项目获得了1996年国家教委科技进步二等奖。 新型的长寿命连续定氧传感器是钢铁生产以及有色冶炼等领域进行过程控制和质量控制的最有利的工具之一。例如转炉炼钢终点预测及脱氧过程的控制，沸腾钢和半镇静钢的冶炼过程控制。直接定氧技术已成为提高钢材质量，节约脱氧剂必不可少的手段，而且易于实现生产的在线控制。目前世界定氧测头的年消耗量在百万支以上。

小试阶段/n分解电压是电解生产过程中的一项重要指标。分解电压不仅为探索电极过程机理、计算理论电耗提供依据，而且在生产中还可以利用对分解电压或反电动势的测定来控制电解以及合金化过程的进行。另外，通过分解电压，也可计算获得其他有关热力学数据。因此，分解电压的确定具有重要的理论及实际意义。。分解电压与温度、熔融电解质组成、电极材料、电解产物状态和气体压力有关。标准态下的分解电压一般能通过热力学计算获得。但在非标准态下不易获得反应的准确热力学数据条件下，分解电压就必须通过实验测定。。本成果选用氧离子传导的Z

Ø 甲壳素是从虾蟹等甲壳类动物的外壳以及菌，藻类低等植物的细胞壁中提取的天然高分子材料，是自然界中的第二大生物衍生资源。壳聚糖是甲壳素的N-脱乙醛基产物,是自然界中唯一的阡性多糖。 我们在对羧甲基壳聚糖的制备方法进行深入研究的基础上，对羧甲基壳聚糖的进一步改性进行深入地研究。制备出了具有表面活性、络合、抗菌、可降解无毒耐盐、廉价等优异性能的高档洗涤剂。可替代进口高档洗涤剂，主要用于果疏的清洗。通过保护-脱保护技术对壳聚糖进行羧甲基化改性，控制羧甲基基团在壳聚糖吡喃环上的取代位置，制得结构可

全固态锂电池的活性物质负载通常较低（<1 mg cm-2），该值远小于目前商用锂离子电池钴酸锂正极的 12 mg cm-2 和石墨负极的 6 mg cm-2。物质学院刘巍课题组在高性能全固态锂电池的固体聚合物电解质方面取得重要进展。他们突破传统制备方法，利用立体光固化成型（SLA）3D 打印技术，以聚乙二醇二丙烯酸酯为聚合物基体原料，3D 打印出一种具有三维表面结构的聚合物固态电解质。由于构建出 3D 电解质-电极界面，使界面处的比表面积增大了 95%，显著优化了电极与聚合物固态电解质之间的界面接触，大大降低了界面阻抗，并且能将正极活性物质负载提高到 5 mg cm-2 这一较高的水平，以此提升全固态锂电池的性能。SLA3D 打印技术为高性能的全固态锂电池提供了新的研究途径，有希望应用于下一代的能量存储领域。