PEO基層狀硅酸鹽復合聚合物電解質的制備與表征.pdf

1、鋰離子二次電池作為目前廣泛應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+金屬鋰負極)方向發(fā)展。普通的無機納米粒子摻雜制備的聚合物-鋰鹽-納米粒子型復合聚合物電解質(簡稱復合聚合物電解質)較原始的聚合物-鋰鹽型復合聚合物電解質表現(xiàn)出許多優(yōu)點,但是仍然不能夠滿足實用要求。作為一個新興的研究領域,聚合物-鋰鹽-層狀硅酸鹽型復合聚合物電解質的研究表現(xiàn)出特殊意義。本項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-層狀硅酸鹽型復合聚合物電解質,首先研究了硅酸鹽含量、插層時間、熱處理等制備工藝對復合聚合物電解質離子電導率的影響,確定優(yōu)化的制備工藝;進而利用FTIR,SEM和XRD等手段對制備的產品進行表征,觀測材料離子電導率增強時的表面形貌變化和微觀結構變化。實驗利用優(yōu)化的工藝制得的PEO-LiClO4-蒙脫土型和PEO-LiClO4-皂石型復合聚合物電解質20℃離子電導率分別達到6.5×

3、10-5S/cm和1.4×10-4S/cm,優(yōu)于一般的無機納米粒子摻雜的復合聚合物電解質。XRD測試發(fā)現(xiàn)蒙脫土和LiClO4的引入都降低了PEO的結晶度。皂石的引入起到同樣的效果,而引入皂石時LiClO4的存在不但進一步降低了材料的結晶度,也導致了PEO峰特征峰位置的明顯移動。FTIR測試發(fā)現(xiàn)蒙脫土和皂石片層與片層表面物質都有較強的相互作用。SEM觀測結果表明,LiClO4引入到PEO中時,PEO表面細化,而蒙脫土的加入使得表面更加平滑