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文檔簡介
1、微孔型聚合物電解質(zhì)具有較高的室溫電導(dǎo)率、較好的熱力學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能,同時(shí)可降低組裝電池過程中對環(huán)境干燥程度的要求,是最有希望應(yīng)用于鋰離子電池的一類聚合物電解質(zhì)。尤其是以偏氟乙烯.六氟丙烯的共聚物PVDF-HFP(亦稱2801)為基質(zhì)材料制成的聚合物電解質(zhì),兼具六氟丙烯高吸液力和偏氟乙烯高支撐性的特點(diǎn),在聚合物鋰離子電池領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。 本論文以PVDF-HFP(2801)為研究基質(zhì),在對相轉(zhuǎn)移法及自然揮發(fā)法工藝的優(yōu)化基
2、礎(chǔ)上,通過添加PVP和SiO<,2>分別制備出2801/PVP、2801/SiO<,2>兩種復(fù)合聚合物微孔膜,對膜的相關(guān)性能進(jìn)行了檢測和分析;同時(shí)將所制備的兩種電解質(zhì)膜組裝成鋰離子電池,對其電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。 首先,對相轉(zhuǎn)移法制備聚合物電解質(zhì)膜的相關(guān)工藝進(jìn)行優(yōu)化,確定DMF為溶劑、去離子水為非溶劑、初成膜時(shí)間2h、凝固浴溫度室溫(23℃左右),制備的聚合物膜性能最佳。 在此基礎(chǔ)上,通過添加PVP制備2801/PVP復(fù)
3、合聚合物電解質(zhì),發(fā)現(xiàn)當(dāng)2801:PVP為1:0.4(質(zhì)量比)時(shí),該膜微觀形貌好、溶脹能力強(qiáng),電導(dǎo)率高達(dá)5.85×10<'-3>S·cm<'1>,鋰離子遷移數(shù)為0.74,電化學(xué)穩(wěn)定窗口達(dá)到5.5V,滿足鋰離子電池使用要求。2801/PVP鋰離子電池在0.1C放電時(shí)首次放電容量可達(dá)136mAhg<'-1>,經(jīng)10次循環(huán)后,放電容量升高到139mAhg<'-1>左右,隨后保持平穩(wěn),充放電效率為98.9﹪;放電平臺(tái)約為3.88V;0.5C、1C
4、放電容量分別為0.1C時(shí)的97﹪、94﹪。該聚合物鋰離子電池的界面阻抗隨著放電電壓的降低變化不大,而電化學(xué)阻抗逐漸增加;不同靜置時(shí)間下界面阻抗先減小后增大。 另一方面,將自然揮發(fā)法制備的2801/PVP聚合物電解質(zhì)也組裝成鋰離子電池,發(fā)現(xiàn)其在0.1C放電時(shí)首次放電容量可達(dá)142.37mAhg一,經(jīng)30次循環(huán)后,放電容量為136.68 mAhg<'-1>,充放電效率保持在96﹪左右;放電平臺(tái)為3.86V;0.5C、1C放電容量分別
5、為0.1C時(shí)的95.4﹪、92.2﹪。 其次,通過自然揮發(fā)法制備2801/SiO<,2>復(fù)合膜,發(fā)現(xiàn)當(dāng)2801:SiO<,2>為1:0.1時(shí),該膜微觀形貌較好,電導(dǎo)率為4.24×10<'-3>S·cm<'-1>,電化學(xué)穩(wěn)定窗口可達(dá)5.5V,鋰離子遷移數(shù)達(dá)0.65。2801/SiO<,2>鋰離子電池首次放電容量可達(dá)138mAhg<'-1>,首次充放電效率為88﹪,經(jīng)過3次循環(huán)后可逐步提高并保持在95﹪左右;放電容量隨循環(huán)次數(shù)的增加
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