新型聚硅氧烷接枝聚氧化乙烯類固體電解質(zhì)的制備與電化學(xué)性能.pdf

1、電解質(zhì)作為鋰電池的關(guān)鍵材料之一，對電池的功率密度、循環(huán)性、安全性等具有重要影響。目前常用的液體電解質(zhì)由于易燃、易漏、易揮發(fā)的特性很容易造成安全問題，而固體聚合物電解質(zhì)是一個很好的解決方案。但是固體聚合物電解質(zhì)存在著電導(dǎo)率較低、鋰離子遷移數(shù)較低的缺點?；诖?，本文制備了聚硅氧烷接枝聚氧化乙烯類固體電解質(zhì)，并研究了電解質(zhì)的電化學(xué)性能。
　　首先通過硅氫加成反應(yīng)合成了聚氧化乙烯接枝聚硅氧烷。然后將聚合物與雙烯丙基聚乙二醇發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，制

2、備了固體聚合物電解質(zhì)(SCPE)。通過交流阻抗法(EIS)研究了鋰鹽濃度對電導(dǎo)率的影響，結(jié)果表明當(dāng)EO∶Li為20∶1時，電解質(zhì)常溫下電導(dǎo)率達到1.74×10-4 S/cm。通過線性掃描伏安法(LSV)考察了電解質(zhì)的電化學(xué)穩(wěn)定性，結(jié)果表明電解質(zhì)化學(xué)窗口達到5 V(vs.Li+/Li)?；诖穗娊赓|(zhì)的LiFePO4/SPE/Li電池在0.15C倍率下循環(huán)30圈后，電池充放電比容量還有130 mAh/g左右。加入丁二腈后，電解質(zhì)的電導(dǎo)率和電

3、化學(xué)窗口均得到提高。
　　為提高鋰離子遷移數(shù)，首先合成了一種新型的4-苯乙烯磺酰全氟丁基磺酰亞胺鋰鹽，其中-SO2-N(-)-SO2-C4F9-的電荷離域化程度較高，與鋰離子之間的作用力弱，可提高可移動的鋰離子數(shù)目。通過硅氫加成反應(yīng)將陰離子和聚氧化乙烯接枝到聚硅氧烷骨架上，然后交聯(lián)成單離子導(dǎo)電固體電解質(zhì)(SPE)。通過核磁和紅外證實了鋰鹽單體和聚合物的結(jié)構(gòu)。通過DSC和TG表征了電解質(zhì)的熱性質(zhì)，結(jié)果表明電解質(zhì)具有較低的玻璃化溫度和