電紡EVOH磺酸鋰-PU復合型聚合物電解質的研究.pdf

1、聚合物型鋰離子電池由于其優(yōu)良的電化學性能及小型化、薄型化等優(yōu)點成為鋰離子電池研究的熱點，聚合物電解質作為聚合物型鋰離子電池的核心部件，其性能的好壞對電池性能的優(yōu)劣起到了決定性的作用。目前研究較多的是吸液率較高、保液性較好的多孔型聚合物電解質，而制備多孔薄膜較理想的方法是高壓靜電紡絲法，但由于高壓靜電紡絲法制備的薄膜力學性能較差，限制了其實際應用。
　　EVOH-SO3Li作為聚合物電解質在鋰離子遷移過程中可以提供鋰離子，提高電池的

2、鋰離子遷移數，縮短充電時間，同時可以增強聚合物電解質與電極之間的界面穩(wěn)定性。本文首先合成了EVOH-SO3Li，再將EVOH-SO3Li紡絲液與封端型聚氨酯預聚體(PUR)共混，利用高壓靜電紡絲法制備雙組份復合膜。引入PUR的目的是利用其聚合反應，形成EVOH-SO3Li/PU半互穿網絡，改善高壓靜電紡絲薄膜的力學性能。
　　首先探討高壓靜電紡絲各項參數對EVOH-SO3Li薄膜纖維形貌的影響。利用掃描電鏡(SEM)對薄膜微觀形貌

3、進行表征。得到了EVOH-SO3Li體系的最佳靜電紡絲條件:EVOH-SO3Li紡絲液濃度40wt％、接收距離20cm、工作電壓20kV、流量0.3ml/h。
　　向EVOH-SO3Li紡絲液中加入PUR，在EVOH-SO3Li的最佳紡絲條件下進行靜電紡絲，將無紡布薄膜置于一定溫度條件下，進行解封聚合得到EVOH-SO3Li/PU復合膜，利用力學性能測試及SEM進行表征，以確定PUR的加入量對復合薄膜力學性能及微觀結構的影響。結果

4、表明，隨著PUR加入量的增加，薄膜的拉伸強度提高，當PUR的加入量為6wt％時，復合薄膜的力學性能較好，微觀形貌清晰，纖維直徑細且分布均勻，隨著PUR加入量的繼續(xù)增加，有纖維直徑增加、孔隙率下降的趨勢。
　　對上述兩種復合薄膜進行紅外測試(FTIR)、SEM、力學性能和電化學性能測試后，結果表明，PUR加入量為6wt％的EVOH-SO3Li/PU復合膜與EVOH-SO3Li薄膜相比，薄膜的拉伸強度由EVOH-SO3Li的4.1MP

5、a提高到10.3MPa;孔隙率由67％降低到66％，但吸液率由393％提高到427％;離子電導率由0.20×10-3s/cm提高到0.44×10-3s/cm;鋰離子遷移數由0.73升高到0.74，目前已有的聚合物電解質體系的鋰離子遷移數小于0.5;循環(huán)充放電測試表明，100個循環(huán)后，電池的比容量保持有初始比容量的98％以上。
　　結果表明，PUR的加入有效地增加了靜電紡絲薄膜的力學性能、吸液率、離子電導率，鋰離子遷移數略有增加，循