PBA-PVDF固態(tài)電解質(zhì)的制備和性能研究.pdf

1、固態(tài)電解質(zhì)因其可形變、不漏液等受到研究人員的廣泛關(guān)注，但它也存在電導(dǎo)率不高，相容性不好等缺點(diǎn)。PBA是一種與電解液相容性很好的酯類(lèi)，能高效的傳導(dǎo)鋰離子，PVDF介電常數(shù)高、強(qiáng)度大、能很好的隔絕正負(fù)極材料，因此制備PBA/PVDF共聚物可以得到同時(shí)具有高電導(dǎo)率和低極化的固態(tài)電解質(zhì)。
　　本論文主要是對(duì)PBA/PVDF為基質(zhì)的固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行制備分析。通過(guò)FIIR、XRD、DSC和SEM等測(cè)試技術(shù)對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了分析；采用恒流充放電

2、對(duì)扣式電池的比容量和循環(huán)穩(wěn)定性進(jìn)行了測(cè)試，利用電化學(xué)工作站測(cè)試電化學(xué)窗口、交流阻抗、電導(dǎo)率等基本性能。同時(shí)研究聚合過(guò)程中交聯(lián)劑的用量，聚合物的的成分與電化學(xué)性能之間的關(guān)系。對(duì)主要研究?jī)?nèi)容整理，得到如下結(jié)論：
　　1．利用自由基聚合讓丙烯酸單體（ BA）在 PVDF分子鏈上聚合形成PBA/PVDF互穿網(wǎng)絡(luò)共聚物，熱壓制備成幾十個(gè)微米的薄片，浸泡在LiPF6電解液中制備PBA/PVDF固態(tài)電解質(zhì)。該聚合物體系的電化學(xué)窗口可達(dá)到4.5

3、V。以LiFePO4為正極，金屬鋰片為負(fù)極組裝成的扣式電池測(cè)試的首次放電比容量為90 mAh/g，50次充放電循環(huán)后仍然保留90％以上。隨著倍率的增大，充放電比容量都會(huì)逐漸減小。
　　2．采用無(wú)機(jī)溶劑對(duì)Celgard2500膜進(jìn)行處理后浸入PBA/PVDF的預(yù)聚合溶液中交聯(lián)固化，再吸收LiPF6電解液制備Cel-PBA/PVDF固態(tài)電解質(zhì)。其吸液率為75%，電化學(xué)窗口達(dá)到4.7 V，以LiFePO4為正極組裝而成的扣式電池首次放電

4、比容量達(dá)到118 mAh/g，200次充放電循環(huán)后仍保留100 mAh/g的放電比容量。該體系的界面阻抗值僅為70 Ohm，計(jì)算得到室溫電導(dǎo)率值為9.9×10-4S/cm。
　　3．將導(dǎo)電乙炔黑涂布在 Cel-PBA/PVDF上面以制備 C@Cel-PBA/PVDF固態(tài)電解質(zhì)。將C@Cel-PBA/PVDF分別組裝成LiFePO4為正極的鋰離子電池和單質(zhì)硫?yàn)檎龢O的鋰硫電池。C@Cel-PBA/PVDF的開(kāi)始氧化電位值受C的影響降到