鋰離子電池多孔凝膠聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究.pdf

1、聚合物鋰離子電池的研究與發(fā)展是能源存儲(chǔ)領(lǐng)域的一個(gè)里程碑，極大的促進(jìn)了移動(dòng)電子設(shè)備、電動(dòng)汽車的發(fā)展。然而，全固態(tài)的聚合物電解質(zhì)(SPEs)在電池室溫運(yùn)行過程中性能較差，因此為克服這一應(yīng)用缺陷，科研和工業(yè)生產(chǎn)重心在最近二十年主要集中于可以在聚合物基體中穩(wěn)定保存大量電解液的凝膠聚合物電解質(zhì)(GPEs)?？勺鳛镚PEs基體材料的聚合物有很多，如PEO、PVP、PAN、PMMA、PVDF或PVDF-HFP等。其中聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-H

2、FP)具有機(jī)械性能優(yōu)良、與電極和電解液間穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是目前使用最廣泛的聚合物基體。若能對(duì)PVDF-HFP基體進(jìn)行修飾，使其電解液吸附量和鏈段運(yùn)動(dòng)能力提高，結(jié)晶度下降，則聚合物鋰離子電池的電化學(xué)性能可以得到進(jìn)一步提升。基于此，本論文主要進(jìn)行了如下工作:
　　 通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)，一步反應(yīng)將PVDF-HFP和PEGMA制備成單體PEGMA含量不同的接枝共聚物PVDF-HFP-g-PPEGMA。并以此作為基體聚合物

3、通過相轉(zhuǎn)移法制成多孔膜，在1M LiCF3SO3和碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)組成的鋰鹽溶液中吸液至飽和，制成電解質(zhì)膜。對(duì)其熱學(xué)性能、力學(xué)性能和吸液率等進(jìn)行考察，結(jié)果表明，由于結(jié)晶度減小和共聚物中柔性鏈段的增加，熱穩(wěn)定性輕微下降，拉伸強(qiáng)度(可達(dá)6.2MPa)、斷裂伸長(zhǎng)率(可達(dá)100.2％)和吸液率(可達(dá)323.5％)相對(duì)于純PVDF-HFP膜大幅度提高，且電解液保持性良好。將電解質(zhì)膜組裝電池，研究發(fā)現(xiàn)共聚物中PEGMA鏈段含量