多相結(jié)構(gòu)納米SiO2類復(fù)合電解質(zhì)的制備與應(yīng)用.pdf

1、在傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池的使用過程中，由于電池的包裝損壞、電池過充，以及在充放電過程中枝晶鋰的形成，造成電解液泄露、燃燒爆炸和短路等安全問題。為了解決這些隱患，科研工作者采用聚合物電解質(zhì)替代原有的電解液和隔膜，有效地解決了這些安全問題。相比液態(tài)電解液，聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率、鋰離子遷移分?jǐn)?shù)和力學(xué)性能較差等，研究和開發(fā)新型復(fù)合電解質(zhì)對鋰離子電池的發(fā)展和應(yīng)用具有重大意義。目前研究較多的基體有：聚氯乙烯（PVC）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈

2、（PAN）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等，其中PMMA與金屬鋰電極相容性好，界面阻抗低，并具有較高的離子電導(dǎo)率，但其力學(xué)性能較差。基于此本論文采用PMMA為聚合物基體，對其進(jìn)行改性研究，主要工作如下：
　?。?）對摻雜納米二氧化硅進(jìn)行改性。為了提高納米二氧化硅在聚合物基體中的分散性，以四氫呋喃溶劑做為反應(yīng)介質(zhì)，氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，以叔丁醇鉀作為改性助劑，1,3-丙磺酸內(nèi)酯為改性劑對納米二氧化硅表面進(jìn)行接枝改性

3、，通過單因素實(shí)驗(yàn)確定了最佳改性工藝條件，納米二氧化硅表面接枝率達(dá)78％（酸堿滴定測試結(jié)果）。
　?。?）通過與苯乙烯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯進(jìn)行交聯(lián)共聚改性。以氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣氛，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，通過原位聚合法成功制備了復(fù)合聚合物材料SiO2/P(MMA-S)，制備出的復(fù)合聚合物交聯(lián)程度適中，具有良好的成膜性。
　?。?）采用相轉(zhuǎn)化法將復(fù)合聚合物材料制備成多孔結(jié)構(gòu)復(fù)合膜。以N,N-二甲基乙酰胺和丙酮作為混合溶劑，聚乙烯基吡

4、咯烷酮為粘結(jié)劑，以去離子水為非溶劑相，成功制備出多孔膜材料。
　?。?）以LiClO4-DMC/EC/EMC為鋰鹽電解液，將所制備的復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜SiO2/P(MMA-S)組裝成測試電池。經(jīng)測試吸液率可達(dá)310%，在手套箱稱量瓶中經(jīng)15天，失重率不超過20%?？估瓘?qiáng)度可達(dá)40Mpa，斷裂伸長率可達(dá)40%。復(fù)合聚合物電解質(zhì)膜室溫電導(dǎo)率可達(dá)3.98×10-3S/cm，電化學(xué)窗口為5.48V。在0.1C和0.2C的倍率下，首次放電容