PEO-PAni導電粘結劑的制備及在鋰離子電池中的應用.pdf_第1頁
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文檔簡介

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??;在使用導電粘結

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