塑性晶体聚合物电解质锂离子电池制备与电化学性能研究

发布时间：2021-06-05 23:01

　　传统液态电解质锂离子电池使用碳酸酯类有机溶剂电解液,存在易泄露、闪点低、安全性差、高温性能不佳及不能抑制锂枝晶生长等问题,使锂离子电池的推广应用面临安全隐患。因此,安全性问题成为锂离子电池实际应用的瓶颈。本文使用紫外固化法和原位聚合法制备聚合物电解质,探究LiFePO₄/聚合物电解质/Li电池在室温和高温时的电化学性能。本文采用紫外固化法制备多孔膜支撑的丁二腈塑性晶体全固态聚合物电解质锂离子电池,使用相转换法制备具有丰富框架结构的多孔膜,提高多孔膜的亲液性和孔隙率,以乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（ETPTA）为聚合单体,成功制备柔性透明的半互穿网络结构的聚合物电解质,提高聚合物电解质的机械强度,对电池的封装的要求很低,减少界面阻抗,增加电解质与电极之间的界面兼容性,使电极与聚合物电解质之间接触更加紧密,得到更好的电化学性能。聚合物电解质在180℃以下具有较好的热稳定性,质量损失比较小,有利于聚合物电解质在高温下工作,组装的LiFePO₄/紫外固化聚合电解质/Li聚合物电池在室温下0.2 C时首次放电比容量为154.2 mAh/g,10 C的... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

全固态聚合物电解质锂离子电池工作原理示意图

哈尔滨工业大学理学硕士学位论文MB)电池。确定这些固体电解质在聚合物锂离子电池中具有较强的生存能力陈立全[80]采用原位聚合法制备碳酸亚乙烯酯聚合物固态电解质，图 1-2（a高斯软件计算出锂离子与碳酸盐之间的相互作用，图 1-2（b）采用红外吸仪比较聚合前后单体中 C-C 不饱和键的变化情况，测试结果表明，经过热后，聚合单体中的不饱和键完全被打开，FTIR 图显示聚合单体完全聚合，留的剩余单体，聚合度较高，聚合之后的 PVCA 与电极之间有很好的接触离子电导率，抑制了副反应的发生，同时得到更好的界面兼容性和更大的稳定窗口，它证明原位聚合生成的 PVCA 的电解质可能是非常有前景的固物电解质。

等通过紫外光照工艺向三羟甲基丙烷丙氧基三丙烯酸酯聚合单体 SiO2颗粒制备琥珀腈（SN）基复合聚合物电解质（CLPC-CPE），乙烯基官 SiO2颗粒可以与 TPPTA 单体在紫外线照射下反应形成复合聚合物电解质联网络结构。乙烯基官能化的 SiO2颗粒作为聚合物电解质的填料有效地改C-CPE 的热稳定性和 CLPC-CPE 与电极之间的界面相容性，CLPC-CPE 的导率在 25 °C 时可以达到 7.02×10-4S/cm，表现出 4.6 V 的电化学窗口，4/CLPC-CPE/Li 电池具有良好的循环性能，SiO2颗粒可以最有效地降低复物电解质和电极之间的界面电阻。与常见的 Al2O3填料掺杂相比，SiO2颗粒聚合物电解质内的有机溶剂具有更好的亲和性和界面兼容性，能形成稳定。在 UV 固化过程中，乙烯基官能化的 SiO2颗粒可以与 TPPTA 单体反应以LPC-CPE 内的交联复合物的聚合物网络。乙烯基官能化的 SiO2的组合颗粒TA 单体属于一种化学键，作为固态电解质的 CLPC-CPE 可以表现出优异的性和良好的界面相容性。同时，CLPC-CPE 的独特结构也确保其在常温下的电导率。与之前报道的其他聚合物电解质组装的电池相比，电池可以显示异的电化学性能。a)b)


本文编号：3213086