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电解质是全固态锂离子电池体系当中最为关键的材料,而聚合物电解质作为极具前景的一个体系成为了当下研究的热门。但因其室温离子电导率低且机械强度差,导致其无法应用于实际。众多研究者通过各种改性手段来增强聚合物电解质虽然取得了一定的成果,但还是没有达到实际应用的要求,一方面源于性能不能满足使用要求,另一方面源于内在机理还没有完全阐述清楚。通过文献调研和基础实验探索,本论文采用羟乙基甲基纤维素(HEMC)作为有机填料对PEO基聚合物电解质进行改性,获得了性能优异的柔性全固态聚合物电解质,并对其内在机理进行了深入的分析和探讨。同时,初步探索了活性无机填料增强聚合物电解质离子电导率的机制。通过溶液浇注法制备的复合聚合物电解质PEO/HEMC-CPEs,其室温离子电导率最高为1.30 × 10-4 S cm-1,60℃时离子电导率为1.68 × 10-3 S cm-1。离子电导率的提升主要来源于HEMC分子链上的多种支链官能团能增加Lewis酸的配位点,从而提高体系中锂盐的解离度及载流子数。同时,HEMC中支链官能团与PEO单体一致的部分,不仅可以作为Lewis酸的配位点,也具有类似于PEO链段的导锂性,从而提供了额外的离子传输通道。由于有机填料HEMC起到了骨架支撑作用,使聚合物电解质的机械性能得以提升,该体系中综合性能最好的PEO16-LiTFSI-20HEMC,杨氏模量和拉伸强度分别提升至46.95 MPa和3.26 MPa。机械强度的提升主要是因为HEMC能够分散及传递应力和吸收塑性形变能,避免体系中PEO的分子链出现断裂,从而提高PEO/HEMC-CPEs 抵 抗 外 力 作 用 的 能 力。将 其 组 装 成Li|PEO16-LiTFSI-20HEMCILiFePO4电池进行测试表现出良好的循环性能和倍率性能,在1 C倍率下循环300周后,容量能保持约120 mA h g-1,2C倍率下循环容量达80 mAh g-1。另外,该体系拥有较宽的电化学窗口(高达5.56 V),使其能应用于高电压电极体系。活性无机填料增强聚合物电解质离子电导率存在一个最优比例,低于最优值,以聚合物基质为主导;高于最优值,以活性无机填料为主导。总体而言,本论文通过引入HEMC对PEO基聚合物电解质进行改性,制备出了室温离子电导率高、机械性能好、电化学窗口宽且对金属锂稳定等性能优异的全固态聚合物电解质,同时揭示了活性无机填料增强聚合物电解质的基本原理,为将来设计和制备实用型固态电解质提供了新的解决方案和思路。