高性能鋰離子電池用PVDF-TPU-PAN凝膠聚合物電解質(zhì)的制備與研究.pdf

1、隨著科技進步和社會發(fā)展，越來越多的不可再生資源被消耗，新能源的優(yōu)越性使其成為當今時代的一大主題。作為新能源之首的鋰離子電池因此得到了極大的關(guān)注，其主要的優(yōu)點體現(xiàn)在：能量密度高、綠色環(huán)保、能量效率高、使用壽命長、可快速充放電、沒有記憶效應(yīng)以及自身放電小等。聚合物電解質(zhì)作為鋰離子電池的重要組成部分，對其的研究相比于電極的研究要緩慢很多，使其在很大程度上制約了電池的電化學性能。本文的目標是制備出擁有高的導(dǎo)電性和良好機械性能的凝膠聚合物電解質(zhì)，

2、進而組裝成相應(yīng)的扣式鋰離子電池，討論該凝膠聚合物鋰離子電池的充放電和循環(huán)性能。研究工作主要從以下幾個方面進行：
　　1.用靜電紡絲技術(shù)制備PVDF/PAN，TPU/PAN和PVDF/TPU/PAN為基體的纖維薄膜。將這三種不同基體的纖維薄膜系統(tǒng)地進行物理性能表征。然后將薄膜放到1.0M LiPF6–EC/DMC電解液中進行活化，制備得到凝膠聚合物電解質(zhì)。以PVDF/TPU/PAN為基的凝膠聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率為4.98×10-

3、3S cm-1，組裝成的扣式鋰離子電池的首次放電比容量約為163.4mAh g-1。
　　2.基于前面的研究，通過對一系列不同濃度的PVDF/TPU/PAN溶液制備的凝膠聚合物電解質(zhì)膜的電化學性能進行比較，確定最佳的溶液濃度。濃度為9％三元共混的PVDF/TPU/PAN凝膠聚合物電解質(zhì)組裝成的扣式鋰離子電池綜合性能最佳：首次放電比容量為165.4mAh g-1，經(jīng)過50次循環(huán)后，容量衰減很少，放電比容量為158.3mAh g-1。

4、
　　3.為了進一步改善PVDF/TPU/PAN為基的凝膠聚合物電解質(zhì)的電化學性能，在溶液濃度確定的基礎(chǔ)上，用靜電紡絲技術(shù)制備一系列不同質(zhì)量配比PVDF/TPU/PAN電紡纖維薄膜，將膜放到1.0M LiPF6–EC/DMC電解液中進行活化，制備得到聚合物電解質(zhì)。PVDF/TPU/PAN(2/2/1)凝膠聚合物電解質(zhì)的綜合性能最佳：其離子電導(dǎo)率為6.91×10-3S cm-1，電化學穩(wěn)定窗口高達5.7V。扣式鋰離子電池的首次放電比