PVDF/PEO/PS交联复合型凝胶聚合物电解质薄膜的制备及性能测试
发布时间：2021-12-23 01:29
采用相反转法和聚苯乙烯原位交联制备了一系列聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氧化乙烯（PEO）和聚苯乙烯（PS）交联复合型凝胶聚合物电解质薄膜,测定了它们的孔隙率、吸液率、离子电导率等性能,并通过扫描电镜对其形貌进行了分析。结果表明,PVDF-30%（PEO/PS）薄膜中当PS含量达到PEO/PS总含量的25%时薄膜具有较高的孔隙率、吸液率和电导率,孔隙率达到67.4%,吸液率高达184.3%,离子电导率为4.4×10-3S/cm。
【文章来源】：塑料工业. 2017,45(05)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
不同薄膜的扫描电镜图片
塑料工业2017年表面呈现出多微孔并有立体网状孔洞，孔洞的大小在3～10μm，而图1b显示了由于PEO的加入使膜的孔洞增多，分布也变均匀。这是因为PEO和甘油通过氢键有强烈的相互作用，因此PEO的加入提高了PVDF和甘油的相容性，从而使得甘油分散得更加均匀，而甘油所在的地方即是微孔形成的地方，所以表现为孔分布更加均匀。图1c、d显示随着PEO的减少和PS的增加膜表面的微孔开始分布不均匀且孔径变大，这是因为PVDF和PS的相容性不好，从而使甘油分散性变差。图1e、f显示了薄膜内部联通的三维网状结构，说明聚苯乙烯的化学交联对微孔的结构没有影响。a－薄膜M1b－薄膜M2c－薄膜M4d－薄膜M6e－薄膜M4断面f－薄膜M6断面图1不同薄膜的扫描电镜图片Fig1SEMsofdifferentmembranes2.2聚合物电解质薄膜的孔隙率图2为孔隙率和聚苯乙烯含量之间的关系曲线图，虚线部分代表了纯PVDF薄膜的孔隙率。初始时随着PEO的加入薄膜孔隙率增加，这是因为PEO的加入使甘油分散得更细，所形成的孔洞的比表面积越大。随后PS含量增加PEO含量减少，薄膜孔隙率整体呈下降趋势。当PEO/PS中PS的质量分数为25%的时候孔隙率不但没有下降反而有所提升，这说明聚苯乙烯的交联可以提高薄膜的孔隙率，这是因为聚苯乙烯交联后形成了纳米和亚微米级的孔洞［8］，这些孔洞将甘油形成的微孔连通了起来。随着PS含量继续增加孔隙率又开始下降，这是因为PVDF和PS的相容性不好而PEO的含量又减少从而使甘油所形成的微孔分布不均匀、孔径尺寸变大、孔隙率下降，而聚苯乙烯的交联所产生的孔洞对孔隙率的提升不够明显，所以孔隙率整体呈现下降趋势。图2PVDF-30%(PEO/PS)交联多微孔聚合物电解质薄膜的孔隙率随PS含量的变化曲线图Fig2PorosityofPVDF-30%(PEO/PS)cross-
。随后PS含量增加PEO含量减少，薄膜孔隙率整体呈下降趋势。当PEO/PS中PS的质量分数为25%的时候孔隙率不但没有下降反而有所提升，这说明聚苯乙烯的交联可以提高薄膜的孔隙率，这是因为聚苯乙烯交联后形成了纳米和亚微米级的孔洞［8］，这些孔洞将甘油形成的微孔连通了起来。随着PS含量继续增加孔隙率又开始下降，这是因为PVDF和PS的相容性不好而PEO的含量又减少从而使甘油所形成的微孔分布不均匀、孔径尺寸变大、孔隙率下降，而聚苯乙烯的交联所产生的孔洞对孔隙率的提升不够明显，所以孔隙率整体呈现下降趋势。图2PVDF-30%(PEO/PS)交联多微孔聚合物电解质薄膜的孔隙率随PS含量的变化曲线图Fig2PorosityofPVDF-30%(PEO/PS)cross-linkedmicroporouspolymerelectrolytemembranesasafunctionofPScontent2.3聚合物电解质薄膜的吸液率图3PVDF-30%(PEO/PS)交联多微孔聚合物电解质薄膜的吸液率随PS含量的变化曲线图Fig3WeightuptakeofPVDF-30%(PEO/PS)cross-linkedmicroporouspolymerelectrolytemembranesasafunctionofPScontent聚合物电解质薄膜的作用是传输离子，防止正负极短路，所以薄膜的吸液率直接影响到锂离子迁移率的大校图3为薄膜吸液率与聚苯乙烯含量的关系图，图中虚线部分表示纯PVDF薄膜的吸液率为·114·
【参考文献】：
期刊论文
[1]PEG400含量对PVDF膜形貌以及结晶的影响[J]. 陈梅,王鑫龙,吕斯濠,刘啸天. 工程塑料应用. 2015(01)
[2]微孔型聚丙烯腈固体电解质的结构与导电性能研究[J]. 于明昕,石桥,周啸,严玉顺,万春荣. 高分子学报. 2001(05)
本文编号：3547506
【文章来源】：塑料工业. 2017,45(05)北大核心CSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
不同薄膜的扫描电镜图片
塑料工业2017年表面呈现出多微孔并有立体网状孔洞，孔洞的大小在3～10μm，而图1b显示了由于PEO的加入使膜的孔洞增多，分布也变均匀。这是因为PEO和甘油通过氢键有强烈的相互作用，因此PEO的加入提高了PVDF和甘油的相容性，从而使得甘油分散得更加均匀，而甘油所在的地方即是微孔形成的地方，所以表现为孔分布更加均匀。图1c、d显示随着PEO的减少和PS的增加膜表面的微孔开始分布不均匀且孔径变大，这是因为PVDF和PS的相容性不好，从而使甘油分散性变差。图1e、f显示了薄膜内部联通的三维网状结构，说明聚苯乙烯的化学交联对微孔的结构没有影响。a－薄膜M1b－薄膜M2c－薄膜M4d－薄膜M6e－薄膜M4断面f－薄膜M6断面图1不同薄膜的扫描电镜图片Fig1SEMsofdifferentmembranes2.2聚合物电解质薄膜的孔隙率图2为孔隙率和聚苯乙烯含量之间的关系曲线图，虚线部分代表了纯PVDF薄膜的孔隙率。初始时随着PEO的加入薄膜孔隙率增加，这是因为PEO的加入使甘油分散得更细，所形成的孔洞的比表面积越大。随后PS含量增加PEO含量减少，薄膜孔隙率整体呈下降趋势。当PEO/PS中PS的质量分数为25%的时候孔隙率不但没有下降反而有所提升，这说明聚苯乙烯的交联可以提高薄膜的孔隙率，这是因为聚苯乙烯交联后形成了纳米和亚微米级的孔洞［8］，这些孔洞将甘油形成的微孔连通了起来。随着PS含量继续增加孔隙率又开始下降，这是因为PVDF和PS的相容性不好而PEO的含量又减少从而使甘油所形成的微孔分布不均匀、孔径尺寸变大、孔隙率下降，而聚苯乙烯的交联所产生的孔洞对孔隙率的提升不够明显，所以孔隙率整体呈现下降趋势。图2PVDF-30%(PEO/PS)交联多微孔聚合物电解质薄膜的孔隙率随PS含量的变化曲线图Fig2PorosityofPVDF-30%(PEO/PS)cross-
。随后PS含量增加PEO含量减少，薄膜孔隙率整体呈下降趋势。当PEO/PS中PS的质量分数为25%的时候孔隙率不但没有下降反而有所提升，这说明聚苯乙烯的交联可以提高薄膜的孔隙率，这是因为聚苯乙烯交联后形成了纳米和亚微米级的孔洞［8］，这些孔洞将甘油形成的微孔连通了起来。随着PS含量继续增加孔隙率又开始下降，这是因为PVDF和PS的相容性不好而PEO的含量又减少从而使甘油所形成的微孔分布不均匀、孔径尺寸变大、孔隙率下降，而聚苯乙烯的交联所产生的孔洞对孔隙率的提升不够明显，所以孔隙率整体呈现下降趋势。图2PVDF-30%(PEO/PS)交联多微孔聚合物电解质薄膜的孔隙率随PS含量的变化曲线图Fig2PorosityofPVDF-30%(PEO/PS)cross-linkedmicroporouspolymerelectrolytemembranesasafunctionofPScontent2.3聚合物电解质薄膜的吸液率图3PVDF-30%(PEO/PS)交联多微孔聚合物电解质薄膜的吸液率随PS含量的变化曲线图Fig3WeightuptakeofPVDF-30%(PEO/PS)cross-linkedmicroporouspolymerelectrolytemembranesasafunctionofPScontent聚合物电解质薄膜的作用是传输离子，防止正负极短路，所以薄膜的吸液率直接影响到锂离子迁移率的大校图3为薄膜吸液率与聚苯乙烯含量的关系图，图中虚线部分表示纯PVDF薄膜的吸液率为·114·
【参考文献】：
期刊论文
[1]PEG400含量对PVDF膜形貌以及结晶的影响[J]. 陈梅,王鑫龙,吕斯濠,刘啸天. 工程塑料应用. 2015(01)
[2]微孔型聚丙烯腈固体电解质的结构与导电性能研究[J]. 于明昕,石桥,周啸,严玉顺,万春荣. 高分子学报. 2001(05)
本文编号：3547506
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