基于離子液體電解液體系的醫(yī)用化學電源研究.pdf

1、　　隨著科學技術的不斷進步,現(xiàn)代小微型便攜式醫(yī)療設備得到了快速發(fā)展,特別是直接與人體相接觸的電子儀器,除了對儀器本身性能要求越來越高之外,對其所使用的化學電源也提出了更高的要求。如心臟起搏器等,它是一種植入于體內(nèi)的電子治療儀器,通過脈沖發(fā)生器發(fā)放由電池提供能量的電脈沖,通過導線電極的傳導,刺激電極所接觸的心肌,使心臟激動和收縮,從而達到治療由于某些心律失常所致的心臟功能障礙的目的,其所使用的電池則要求擁有較大的容量,以免去病人需要經(jīng)常更

2、換的痛苦；放電電壓平穩(wěn),可使脈沖周期穩(wěn)定。高鐵酸鉀作為一種新型的高容量綠色環(huán)保型正極活性材料,近年來在醫(yī)用電源領域受到廣泛關注,由其與鋅組成的堿性電池具有容量大,放電曲線平穩(wěn)的特點,適合用于高性能電子醫(yī)療器械中,但因其在水性電解液中不穩(wěn)定易于分解,使得開發(fā)非水性的離子液體電解液具有實際意義。
　　本論文以N-甲基咪唑、氯代正丁烷、KPF6、NaBF4等為原料,分別在微波和水浴兩種加熱條件下通過兩步法合成出兩種咪唑類離子液體[BM

3、IM]PF6與[BMIM]BF4,利用 IR、TGA 和 LSV 等方法表征了其結構特征及物化性能。并將其作為電解液應用于以高鐵酸鉀作為正極材料的新型醫(yī)用化學電源體系。
　　采用次氯酸氧化法制備出純度為97.5%的高鐵酸鉀,確定了最佳工藝條件,利用IR、XRD、SEM等手段對其結構和形貌進行了表征。
　　以高鐵酸鉀為正極、鋅為負極,分別以 10 mol/L KOH 溶液和堿性離子液體[BMIM]OH的乙醇溶液為電解液組裝

4、成開放式電池,利用CV、EIS、充放電等測試技術研究其氧化還原可逆性、界面性質(zhì)、比能量、循環(huán)壽命等電化學性能以及在不同放電倍率下的放電特性(260 mAh/g),發(fā)現(xiàn)其容量較大且放電平穩(wěn),有望作為小微型醫(yī)療設備的備用化學電源。
　　以鋰為負極、高鐵酸鉀為正極,LiPF6/DMC+DEC和離子液體為混合電解液組裝成高鐵酸鉀-鋰扣式電池,考察了其在不同放電倍率下的放電特性。發(fā)現(xiàn)高鐵酸鉀-鋰電池適合于小電流放電,比容量可達350 mA