鋰離子電池用多孔聚合物電解質(zhì)的研究與開發(fā).pdf

1、凝膠聚合物鋰離子電池不僅具有液態(tài)鋰離子電池的優(yōu)良性能，而且由于電池中不存在游離的電解液，不但改善了液態(tài)鋰離子電池可能出現(xiàn)的漏液、爆炸等問題，外形設(shè)計也更加靈活方便，無需金屬外殼包裝。目前凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)的室溫離子電導(dǎo)率可達10-3S/cm數(shù)量級，已經(jīng)能基本滿足應(yīng)用的要求，但相比液態(tài)電解液的電導(dǎo)率(10-2S/cm)，GPE的電導(dǎo)率仍然偏低，使得凝膠聚合物鋰離子電池的高充放電速率和低溫性能都大大的降低。而且目前GPE的整個制備工

2、藝過程對水分的要求很高，造成設(shè)備投資大、成本高，廢棄溶劑處理困難，不利于占大多數(shù)的液態(tài)鋰離子電池廠家轉(zhuǎn)型生產(chǎn)凝膠聚合物鋰離子電池。 本論文正是從目前凝膠聚合物鋰離子電池存在的這些問題出發(fā)，從鋰離子電池和凝膠電解質(zhì)膜的制備工藝研究著手，采用多孔凝膠聚合物電解質(zhì)的制備工藝，并對GPE的組份進行了改進和優(yōu)化，制備了性能良好的多孔凝膠聚合物鋰離子電池。 首先，采用了自由基溶液聚合法合成了一系列不同單體配比的丙烯腈與丙烯酸羥乙酯的

3、共聚物，以克服聚丙烯腈固有的機械強度低、機械穩(wěn)定性差的弱點，并利用傅立葉紅外光譜(FTIR)對其組成進行了表征。 其次，采用相轉(zhuǎn)化法制備多孔凝膠聚合物膜，并對該制備工藝進行優(yōu)化，通過熱分析(TGA)、掃描電鏡(SEM)對多孔膜熱性能與結(jié)構(gòu)進行表征。 最后，將多孔膜浸入液體電解質(zhì)中，得到多孔凝膠聚合物電解質(zhì)膜，獲得了具有自主知識產(chǎn)權(quán)和較高綜合性能的電池材料。通過電化學(xué)工作站表征其電化學(xué)性能。該GPE的室溫離子電導(dǎo)率最高可達