PEO-PAni導電粘結劑的制備及在鋰離子電池中的應用.pdf

1、本文針對目前鋰離子電池中使用的聚偏氟乙烯(PVDF)粘結劑存在的可被非水相液態(tài)電解質溶脹，使電極材料對集流體的粘附力變差，引起電極材料間接觸電阻的增加，從而降低電池的使用壽命，以及易與金屬鋰、碳化鋰(LixC<,6>)反應，引發(fā)安全事故發(fā)的問題，結合鋰離子電池粘結劑的性能要求，制備了以PEO/PAni為主要成分的不含氟導電粘結劑，采用紅外光譜(IR)、掃描電鏡(SEM)、熱重(TG)、交流阻抗等測試技術對所制備的PEO/PAni復合導電

2、聚合物的表面形貌、熱穩(wěn)定性、離子及電子導電性能進行了表征與測試，通過對結果的分析探討了反應條件對PEO/PAni復合導電材料導電性能的影響，并確定了最佳反應條件。 從IR和SEM結果看，苯胺單體在PEO聚合物基體中聚合，PEO基團上的O與PAni上胺基中的N-H存在顯著的相互作用，PEO聚合物均勻包覆在PAni粒子表面。TG結果表明，在溫度小于250℃時，PEO/PAni導電復合聚合物具有較好的熱穩(wěn)定性。通過測試PEO/PAni

3、復合物的電子導電性能，發(fā)現(xiàn)反應時間、反應溫度對復合物導電性能影響較大，經(jīng)過正交實驗比較，發(fā)現(xiàn)當反應時間為5h，溫度為30℃時，復合物的電子導電性能較好，達到2.56S·cm<'-1>。通過交流阻抗譜圖計算的離子電導率結果表明，復合物中PAni含量為50～60﹪時，PEO/PAni導電復合物具有較好的導電性能，其離子電導率達到10<'-3>S·cm<'-1>數(shù)量級。 考察了PEO/PAni導電粘結劑的粘結性能，導電劑種類及用量對電

4、池電極導電性能的影響，確定了導電劑碳黑在電極中的含量約為5～6﹪。 將制備的PEO/PAni導電粘結劑與PVDF粘結劑分別用于正極片的制作，與正負極片一起組裝成鋰離子電池，對電池的首次充放電、不同電流下放電以及放電循環(huán)等性能進行了測試。測試結果表明，同等條件下，使用PEO/PAni導電粘結劑的電池首次放電容量為158mAh·g<'-1>，比PVDF電池提高30﹪，充放電電壓平臺平穩(wěn)，放電容量隨放電電流的增加而減小；在使用導電粘結