PEO基層狀硅酸鹽復(fù)合聚合物電解質(zhì)的制備與表征.pdf

1、鋰離子二次電池作為目前廣泛應(yīng)用的一種高性能二次電池,正在朝著能量密度更高、使用更安全的全固態(tài)聚合物電池(聚合物正極+固體聚合物電解質(zhì)+金屬鋰負(fù)極)方向發(fā)展。普通的無(wú)機(jī)納米粒子摻雜制備的聚合物-鋰鹽-納米粒子型復(fù)合聚合物電解質(zhì)(簡(jiǎn)稱(chēng)復(fù)合聚合物電解質(zhì))較原始的聚合物-鋰鹽型復(fù)合聚合物電解質(zhì)表現(xiàn)出許多優(yōu)點(diǎn),但是仍然不能夠滿(mǎn)足實(shí)用要求。作為一個(gè)新興的研究領(lǐng)域,聚合物-鋰鹽-層狀硅酸鹽型復(fù)合聚合物電解質(zhì)的研究表現(xiàn)出特殊意義。本項(xiàng)研究使用溶液澆鑄法

2、分別引入改性蒙脫土(MMT)和皂石制備PEO-LiClO4-層狀硅酸鹽型復(fù)合聚合物電解質(zhì),首先研究了硅酸鹽含量、插層時(shí)間、熱處理等制備工藝對(duì)復(fù)合聚合物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率的影響,確定優(yōu)化的制備工藝;進(jìn)而利用FTIR,SEM和XRD等手段對(duì)制備的產(chǎn)品進(jìn)行表征,觀測(cè)材料離子電導(dǎo)率增強(qiáng)時(shí)的表面形貌變化和微觀結(jié)構(gòu)變化。實(shí)驗(yàn)利用優(yōu)化的工藝制得的PEO-LiClO4-蒙脫土型和PEO-LiClO4-皂石型復(fù)合聚合物電解質(zhì)20℃離子電導(dǎo)率分別達(dá)到6.5×

3、10-5S/cm和1.4×10-4S/cm,優(yōu)于一般的無(wú)機(jī)納米粒子摻雜的復(fù)合聚合物電解質(zhì)。XRD測(cè)試發(fā)現(xiàn)蒙脫土和LiClO4的引入都降低了PEO的結(jié)晶度。皂石的引入起到同樣的效果,而引入皂石時(shí)LiClO4的存在不但進(jìn)一步降低了材料的結(jié)晶度,也導(dǎo)致了PEO峰特征峰位置的明顯移動(dòng)。FTIR測(cè)試發(fā)現(xiàn)蒙脫土和皂石片層與片層表面物質(zhì)都有較強(qiáng)的相互作用。SEM觀測(cè)結(jié)果表明,LiClO4引入到PEO中時(shí),PEO表面細(xì)化,而蒙脫土的加入使得表面更加平滑