準固態(tài)鋰電池關鍵材料的制備及研究.pdf

1、目前，化學儲能技術在儲能技術中占有十分重要的地位。鋰離子電池作為化學儲能技術雖然發(fā)展的相對較晚，但是因為其能量密度高、循環(huán)壽命長、動力性好等諸多優(yōu)點，現在已經成為移動電子設備、電動車、混合動力車等的主要電源。正負極以及隔膜都是鋰離子電池的重要組成部分，其中隔膜對其安全性、使用壽命以及物理電化學性能等都具有非常重要的影響。隔膜主要用來隔離兩電極，阻止電池在充放電過程中發(fā)生短路，而且為充放電過程中鋰離子的轉移提供了條件。聚乙烯醇縮丁醛（PV

2、B）具有耐低溫、成本低、來源豐富、彈性好等優(yōu)良特性，通過改性可以大大提高凝膠聚合物電解質隔膜的熱穩(wěn)定性等，并且組裝成的準固態(tài)鋰離子電池具有很好的離子電導率以及電化學性能。本文主要采用以下方法對PVB凝膠聚合物電解質膜進行改性以及測試：
　　（1）通過用3-異氰酸酯基亞甲基-3，5，5-三甲基環(huán)己基異氰酸酯（IPDI）對PVB進行交聯擴展，即PVB中-OH基團與IPDI中的-NCO基團相互反應，形成交聯PVB聚合物溶液。采用相變法制

3、備聚合物電解質隔膜，通過SEM、EIS和充放電測試等技術對其進行表征。研究結果顯示，交聯PVB聚合物微孔膜具有較好的吸液率，為580％。并且改善了純PVB聚合物微孔膜在LiPF6/(EC+DEC)電解液中溶解的特性。以其組裝的 LiFePO4/Li半電池在0.1 C條件下，容量可以達到134 mAh/g，并且具有良好的倍率特性以及高的循環(huán)保持率。
　?。?）在上述實驗的基礎上，加入擴鏈劑新戊二醇（NPG），使得PVB、NPG中的-

4、OH基團與IPDI中的-NCO基團相互反應，形成改性PVB聚合物溶液。采用相變法制備聚合物電解質隔膜，通過SEM、EIS和充放電測試等技術對其進行表征。研究結果顯示，改性PVB聚合物微孔膜具有較高的熱穩(wěn)定性，并且其制備而成的改性 PVB聚合物凝膠電解質具有高的離子電導率1.04×10-3 S/cm。以其組裝的LiFePO4/Li半電池在0.1 C條件下，容量可以達到148.8 mAh/g，并且具有良好的倍率特性以及高的循環(huán)保持率。