全固態(tài)聚合物電解質(zhì)研究及其在鋰離子電池中的應(yīng)用.pdf

1、高分子固體電解質(zhì),又稱為離子導(dǎo)體聚合物,是從20世紀(jì)70年代開(kāi)始迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型電解質(zhì)材料。在鋰離子電池中使用全固態(tài)聚合物電解質(zhì),可減輕甚至消除電解質(zhì)與電極之間的化學(xué)反應(yīng)和液體滲漏,提高電池的能量密度和循環(huán)效率。因此在全世界的范圍都掀起了固體聚合物電解質(zhì)的研究熱潮,但是電性能和力學(xué)性能俱佳的聚合物電解質(zhì)報(bào)道并不多。
　　 本文利用聚醋酸乙烯酯(PVAc)強(qiáng)的粘結(jié)性、優(yōu)良的機(jī)械穩(wěn)定性、成膜性和可增強(qiáng)正負(fù)極材料間接觸等性能,結(jié)

2、合聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的優(yōu)良機(jī)械性能和聚丙烯酸甲酯(PMA)強(qiáng)的吸附能力,制備了兩種含有VAc鏈段的聚合物材料,并以此聚合物為基體材料制備了聚合物電解質(zhì),表征了聚合物基體及電解質(zhì)的性能。
　　 首先以VAc希IMMA為單體,采用半連續(xù)種子乳液聚合法合成了無(wú)規(guī)共聚物P(VAc-MMA),并以此為基體制備了聚合物電解質(zhì)。用FTIR、1H-NMR、GPC、XRD、SEM、DSC/TG、機(jī)械性能測(cè)試和電化學(xué)交流阻抗等方法對(duì)聚合物

3、和聚合物電解質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:VAc和MMA共聚合生成P(VAc-MMA)；聚合物膜含有大量微孔結(jié)構(gòu),利于離子傳輸；聚合物電解質(zhì)膜具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度；隨著單體中VAc的比例增加,聚合物電解質(zhì)的無(wú)定形相增多,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低；25℃下,最高的離子電導(dǎo)率達(dá)到了1.27x10-3S.cm-1；離子電導(dǎo)率隨著溫度的升高而迅速增加,電導(dǎo)率-溫度曲線符合.Arrhenius方程。
　　 然后以VAc和MA為單體合成了

4、無(wú)規(guī)共聚物P(VAc-MA),并將共聚物P(VAc-MA)與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和LiClO4共混,制備了聚合物電解質(zhì),采用流延法制備了聚合物電解質(zhì)膜。測(cè)試表明VAc與MA通過(guò)各自的C=C雙鍵打開(kāi)聚合生成P(VAc-MA)；P(VAc-MA)與PMMA共混后結(jié)晶狀態(tài)發(fā)生變化,增加了無(wú)定形相區(qū),降低了鏈段運(yùn)動(dòng)的能量壁壘,提高了熱穩(wěn)定性和拉伸強(qiáng)度。P(VAc-MA)/PMMA為基體的聚合物電解質(zhì)膜具有很高的透明性,室溫下最大室溫電導(dǎo)