靜電紡絲工藝制備PVDF基復(fù)合多孔凝膠聚合物電解質(zhì)的性能研究.pdf

1、凝膠聚合物鋰離子電池作為從液態(tài)鋰離子電池到全固態(tài)鋰離子電池的一種過渡存在，由于其具有循環(huán)壽命長，能量密度高，安全性能好等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣泛關(guān)注。凝膠聚合物電解質(zhì)作為其中一個(gè)重要的組成部分同樣成為了目前的研究熱點(diǎn)。
　　在本文中利用PVDF為聚合物基體，將不同物質(zhì)與其復(fù)合混拼，通過靜電紡絲法制備了三種不同的基于PVDF的多孔復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)：
　　1）通過物理共混的方法將PEO與PVDF溶液共混后靜電紡絲。通過SEM對其表面

2、形貌進(jìn)行觀察，同時(shí)對樣品組裝的半電池進(jìn)行了電化學(xué)性能的測試。通過對比不同比例的復(fù)合凝膠聚合物的性能，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)PVDF與PEO質(zhì)量比達(dá)到5:1時(shí)，所制備的復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)在保證具有一定力學(xué)性能的前提下，具有最佳的電化學(xué)性能。在室溫下其離子電導(dǎo)率達(dá)到了4.5×10-3 S/cm，電化學(xué)穩(wěn)定窗口達(dá)到了4.8 V；
　　2）通過縮合聚合方法合成了一種新型的聚氨酯鋰鹽（PLS），然后將所得的聚合物鋰鹽摻雜入PVDF溶液中，并通過靜電紡

3、絲法制備了具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)。通過 DSC測試表明 PLS的加入降低了整個(gè)體系的結(jié)晶度。此外由于PLS能夠離解出導(dǎo)電鋰離子，從而可以提高體系的離子電導(dǎo)率，電化學(xué)測試表明當(dāng)PLS的添加量增加到20％時(shí)，其室溫下的離子電導(dǎo)率達(dá)到了5.43×10-3 S/cm，電化學(xué)穩(wěn)定窗口達(dá)到5.0V左右，且充放電循環(huán)35圈后，電池容量仍保持了初始放電容量的96.8%；
　　3）結(jié)合溶膠-凝膠反應(yīng)與分散聚合，制備出一種有機(jī)聚合物鋰

4、鹽鏈段包覆無機(jī)納米粒子（PML-SiO2），然后將其添加進(jìn)去PVDF的DMF溶液中，利用靜電紡絲制備出復(fù)合聚合物膜后浸入液體電解質(zhì)凝膠化得到復(fù)合凝膠聚合物電解質(zhì)。通過機(jī)械性能測試發(fā)現(xiàn)在PML-SiO2添加量為8%時(shí)其拉升強(qiáng)度達(dá)到了41.28 Mpa。當(dāng)PML-SiO2的摻雜比例為3%時(shí)所制得的凝膠聚合物組裝成的電池有最佳的循環(huán)性能。在60圈循環(huán)后容量保持率在90%以上。同時(shí)在室溫下離子電導(dǎo)率和電化學(xué)穩(wěn)定窗口分為3.85×10-3 S/c