PEO-PAni導(dǎo)電粘結(jié)劑的制備及在鋰離子電池中的應(yīng)用.pdf

1、本文針對目前鋰離子電池中使用的聚偏氟乙烯(PVDF)粘結(jié)劑存在的可被非水相液態(tài)電解質(zhì)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(yīng)，引發(fā)安全事故發(fā)的問題，結(jié)合鋰離子電池粘結(jié)劑的性能要求，制備了以PEO/PAni為主要成分的不含氟導(dǎo)電粘結(jié)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(shù)對所制備的PEO/PAni復(fù)合導(dǎo)電

2、聚合物的表面形貌、熱穩(wěn)定性、離子及電子導(dǎo)電性能進行了表征與測試，通過對結(jié)果的分析探討了反應(yīng)條件對PEO/PAni復(fù)合導(dǎo)電材料導(dǎo)電性能的影響，并確定了最佳反應(yīng)條件。 從IR和SEM結(jié)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(jié)果表明，在溫度小于250℃時，PEO/PAni導(dǎo)電復(fù)合聚合物具有較好的熱穩(wěn)定性。通過測試PEO/PAni

3、復(fù)合物的電子導(dǎo)電性能，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度對復(fù)合物導(dǎo)電性能影響較大，經(jīng)過正交實驗比較，發(fā)現(xiàn)當反應(yīng)時間為5h，溫度為30℃時，復(fù)合物的電子導(dǎo)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(dǎo)率結(jié)果表明，復(fù)合物中PAni含量為50～60﹪時，PEO/PAni導(dǎo)電復(fù)合物具有較好的導(dǎo)電性能，其離子電導(dǎo)率達到10<'-3>S·cm<'-1>數(shù)量級。 考察了PEO/PAni導(dǎo)電粘結(jié)劑的粘結(jié)性能，導(dǎo)電劑種類及用量對電

4、池電極導(dǎo)電性能的影響，確定了導(dǎo)電劑碳黑在電極中的含量約為5～6﹪。 將制備的PEO/PAni導(dǎo)電粘結(jié)劑與PVDF粘結(jié)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(jié)果表明，同等條件下，使用PEO/PAni導(dǎo)電粘結(jié)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(dǎo)電粘結(jié)