準(zhǔn)固態(tài)鋰電池關(guān)鍵材料的制備及研究.pdf

1、目前，化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)在儲(chǔ)能技術(shù)中占有十分重要的地位。鋰離子電池作為化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)雖然發(fā)展的相對(duì)較晚，但是因?yàn)槠淠芰棵芏雀?、循環(huán)壽命長(zhǎng)、動(dòng)力性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)成為移動(dòng)電子設(shè)備、電動(dòng)車(chē)、混合動(dòng)力車(chē)等的主要電源。正負(fù)極以及隔膜都是鋰離子電池的重要組成部分，其中隔膜對(duì)其安全性、使用壽命以及物理電化學(xué)性能等都具有非常重要的影響。隔膜主要用來(lái)隔離兩電極，阻止電池在充放電過(guò)程中發(fā)生短路，而且為充放電過(guò)程中鋰離子的轉(zhuǎn)移提供了條件。聚乙烯醇縮丁醛（PV

2、B）具有耐低溫、成本低、來(lái)源豐富、彈性好等優(yōu)良特性，通過(guò)改性可以大大提高凝膠聚合物電解質(zhì)隔膜的熱穩(wěn)定性等，并且組裝成的準(zhǔn)固態(tài)鋰離子電池具有很好的離子電導(dǎo)率以及電化學(xué)性能。本文主要采用以下方法對(duì)PVB凝膠聚合物電解質(zhì)膜進(jìn)行改性以及測(cè)試：
　　（1）通過(guò)用3-異氰酸酯基亞甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯（IPDI）對(duì)PVB進(jìn)行交聯(lián)擴(kuò)展，即PVB中-OH基團(tuán)與IPDI中的-NCO基團(tuán)相互反應(yīng)，形成交聯(lián)PVB聚合物溶液。采用相變法制

3、備聚合物電解質(zhì)隔膜，通過(guò)SEM、EIS和充放電測(cè)試等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行表征。研究結(jié)果顯示，交聯(lián)PVB聚合物微孔膜具有較好的吸液率，為580％。并且改善了純PVB聚合物微孔膜在LiPF6/(EC+DEC)電解液中溶解的特性。以其組裝的 LiFePO4/Li半電池在0.1 C條件下，容量可以達(dá)到134 mAh/g，并且具有良好的倍率特性以及高的循環(huán)保持率。
　　（2）在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加入擴(kuò)鏈劑新戊二醇（NPG），使得PVB、NPG中的-

4、OH基團(tuán)與IPDI中的-NCO基團(tuán)相互反應(yīng)，形成改性PVB聚合物溶液。采用相變法制備聚合物電解質(zhì)隔膜，通過(guò)SEM、EIS和充放電測(cè)試等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行表征。研究結(jié)果顯示，改性PVB聚合物微孔膜具有較高的熱穩(wěn)定性，并且其制備而成的改性 PVB聚合物凝膠電解質(zhì)具有高的離子電導(dǎo)率1.04×10-3 S/cm。以其組裝的LiFePO4/Li半電池在0.1 C條件下，容量可以達(dá)到148.8 mAh/g，并且具有良好的倍率特性以及高的循環(huán)保持率。