電紡PVDF基凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備與研究.pdf

1、凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)是介于純固態(tài)聚合物電解質(zhì)和液態(tài)電解質(zhì)的一種電解質(zhì)，它既可以在常溫下有較好的離子電導(dǎo)率，也可以一定程度地解決漏液、易燃、易爆等安全問題，因此受到了廣泛關(guān)注。基于靜電紡絲技術(shù)制備的聚合物纖維膜由于較高的孔隙率和較好的表面形貌，可以和有機(jī)電解液結(jié)合組成凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)，表現(xiàn)出優(yōu)異的電化學(xué)性能，在鋰離子電池電解質(zhì)領(lǐng)域有良好的發(fā)展前景。聚偏氟乙烯(PVDF)較高的介電常數(shù)和較低的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度使它成為研究者制備聚合物電解質(zhì)的常

2、用材料之一。但是由于較高的結(jié)晶度和疏水性，電紡PVDF聚合物纖維膜的孔隙率、吸液率和電化學(xué)性能仍需進(jìn)一步完善。本論文首先在PVDF紡絲前驅(qū)體溶液中混入一定量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物或者無機(jī)納米SiO2顆粒，經(jīng)過靜電紡絲后得到二元復(fù)合纖維膜，并進(jìn)行物理性能和電化學(xué)性能測試。結(jié)果表明PMMA和SiO2的加入都可以改善PVDF的相關(guān)性能。其次，采用不同電紡方式得到了四種含PVDF、PMMA和SiO2的三元復(fù)合纖維膜，并進(jìn)行性能測試

3、，發(fā)現(xiàn)其中通過共混方式電紡得到的纖維膜的電化學(xué)性能相對最好。接著，利用羥基的親水性，分別在PVDF中加入不同含量的丙三醇和聚乙二醇(PEG)20000來改善PVDF纖維膜的親水性。測試結(jié)果表明丙三醇和PEG20000都降低了PVDF纖維膜的結(jié)晶度，其中PVDF/PEG20000纖維膜還表現(xiàn)出較強(qiáng)的親水性，最終二者都提高了電紡PVDF基凝膠態(tài)聚合物電解質(zhì)的電化學(xué)性能。最后本論文提出了一種制備PVDF/鋰磷氧氮化物(LiPON)復(fù)合聚合物電