鲁科版 (2019)选择性必修3第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物微项目 改进手机电池中的离子导体材料——有机合成在新型材料研发中的应用多媒体教学课件ppt

这是一份鲁科版 (2019)选择性必修3第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物微项目 改进手机电池中的离子导体材料——有机合成在新型材料研发中的应用多媒体教学课件ppt，共40页。PPT课件主要包含了溶解并传导锂离子，性能稳定且为固态，具有交联结构的高分子，材料性能，产品需求，关键结构单元，结构设计，小组合作讨论完成，逆合成分析，Br2等内容，欢迎下载使用。
锂离子电池因其工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无污染、循环寿命长等优点，成为目前市场上手机电池的首选。
传统锂离子电池中所用的离子导体多为液态，易发生泄露、爆炸等危险，安全性低。因此，研究人员不断尝试对离子导体材料进行优化和改进。
项目活动1设计手机新型电池中离子导体材料的结构
某锂离子电池的工作原理示意图
资料1：某锂离子电池的工作原理如下图所示。该电池的负极材料为石墨，正极材料为过渡金属氧化物，离子导体由锂盐掺杂在液态的有机溶剂中形成。电池在放电时，外电路中电子从负极移动到正极，内电路中锂离子通过有机溶剂的传导从负极移动到正极，形成闭合回路；充电时，内电路中锂离子同样通过有机溶剂的传导从正极移动到负极。
【问题1.1】为使锂离子电池正常工作，同时避免有机溶剂为液态时带来的安全隐患，理想的离子导体材料中的有机溶剂应该具备哪些基本性能？
如果你是一名电池设计师，请尝试思考、解决下列问题。
【问题1.2】结合资料中提供的信息，讨论满足上述性能要求的有机溶剂的结构特点，写出满足上述性能要求的有机化合物的结构简式，并交流讨论。
酯基的存在能提高有机溶剂对锂盐的溶解性。
醚键的存在对锂离子传导具有良好的效果。
新型的有机溶剂应该是一种结构单元中有酯基、醚键的高分子。
我国科学家提出以二缩三乙二醇二丙烯酸酯与丙烯酸丁酯的共聚物做有机溶剂的基体，通过与锂盐复合可以形成良好的聚合物离子导体材料，将固态新型聚合物锂离子电池的发展向前推进了一步。
开发材料的思路和方法：
项目活动2合成离子导体材料中有机溶剂的单体
【问题2.1】利用已有的有机合成知识及“资料4”所提供的反应信息，以乙烯或丙烯为基础原料（其他无机试剂任选），设计二缩三乙二醇二丙烯酸酯和丙烯酸丁酯的合成路线，阐述设计思路。
二缩三乙二醇二丙烯酸酯
二缩三乙二醇二丙烯酸酯：
中间体乙二醇的合成路线
中间体正丁醇的合成路线1
CH3CH＝CHCHO
CH3CH2CH2CH2OH
中间体正丁醇的合成路线2
CH3CH2CH2CHO
中间体丙烯酸的合成路线1
中间体丙烯酸的合成路线2
中间体丙烯酸的合成路线3
中间体丙烯酸的合成路线4
中间体丙烯酸的合成路线5
二缩三乙二醇的其他合成路线：
【问题2.2】设计出不同的合成路线后，如何选择和优化合成路线？
原料：易得廉价，低毒性，低污染
反应：条件温和，操作安全，产率高
路线：科学高效，步骤少