【摘 要】
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锂电池已经广泛的应用于消费类电子产品和新能源汽车等领域,随着社会的进步与发展,这些领域对锂电池的容量发挥和安全性能提出了更严苛的要求。基于此现状,本课题一方面从功能型添加剂的角度,致力于开发新型电解质添加剂。此外,固态电解质作为固态锂电池的关键组分,可以有效避免液态电解液的安全隐患。本课题另一方面则是开发应用于固态锂电池中的新型复合固态电解质。主要研究结果如下:1.苯基三氟甲烷磺酸盐（PTM）被首
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锂电池已经广泛的应用于消费类电子产品和新能源汽车等领域,随着社会的进步与发展,这些领域对锂电池的容量发挥和安全性能提出了更严苛的要求。基于此现状,本课题一方面从功能型添加剂的角度,致力于开发新型电解质添加剂。此外,固态电解质作为固态锂电池的关键组分,可以有效避免液态电解液的安全隐患。本课题另一方面则是开发应用于固态锂电池中的新型复合固态电解质。主要研究结果如下:1.苯基三氟甲烷磺酸盐（PTM）被首次研究作为电解质添加剂可增强NCM622/石墨电池在宽温度范围内的电化学性能。通过添加1wt%PTM,NCM622/石墨电池在25℃、-20℃、45℃下分别进行350次、100次、300次循环后,可分别达到80.6%、73.4%、82.6%的优异容量保持率（不添加PTM的空白组电解液中循环时25℃下为36.4%,-20℃下为40.3%和45℃下失效的情况）。2.通过溶胶凝胶法直接制备出NASICON结构的Li3Zr2Si2PO12（LZSP）固态电解质,然后首次将其与PVDF复合形成新型的复合固态电解质。该复合聚合物电解质在25℃时具有5.66×10-5 S·cm-1的高离子电导率和优异电化学稳定性,并成功应用于LFP|PVDF/LZSP-CPE|Li电池。3.通过离子交换法间接制备出新型NASICON结构的锂离子导体Li3Zr2Si2PO12（LZSP）,该锂离子导体继承了 前驱体 Na3Zr2Si2PO12（NZSP）的三维导离子通道。然后首次将其与PVDF复合形成新型的复合固态电解质。实验结果发现制备的复合聚合物固态电解质具备＞5V的电化学窗口和室温下2.28×10-4 S·cm-1的高离子电导率,此外复合电解质膜也具备优异的对锂稳定性与机械强度,并成功应用于NCM523|PVDF/LZSP-CPE|Li电池。
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