【摘 要】
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技术的进步对能源需求增加,直接促进对更高效的能源存储设备的需求。锂离子电池(LIBs)被广泛使用作为笔记本电脑,智能手机和其他常见的消费类电子产品的电源。然而,有机液体
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技术的进步对能源需求增加,直接促进对更高效的能源存储设备的需求。锂离子电池(LIBs)被广泛使用作为笔记本电脑,智能手机和其他常见的消费类电子产品的电源。然而,有机液体电解质存在易燃和易泄漏的安全隐患阻碍了其在电动车(EVs)和可再生能源电力存储系统的发展。因此,为替代有机液体电解质,由聚合物基体和金属盐组成的聚合物电解质应运而生。本文以共混法对聚合物基体改性,以浇铸法制备聚偏二氟乙烯/醋酸纤维素(C A)/双三氟甲磺酰亚胺基锂/蒙脱土(PVdF/C A/LiTFSI/MMT)与聚偏二氟乙烯/醋酸纤维素/双三氟甲磺酰亚胺基锂/N-甲基-N-丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐(PVdF/CA/LiTFSI/Py14TFSI)两种聚合物电解质膜,采用以电导率为主要参照的单因素实验进行优化,得到了最佳的聚合物电解质膜。对两种电解质膜进行了表面形貌测试,拉伸强度测试,热重分析,X-射线衍射等物理性能测试,并对薄膜进行了交流阻抗,线性扫描伏安,循环伏安,以及组装电池后充放电等电化学性能测试。结果表明:配比为PVdF:CA:LiTFSI:MMT=50:15:40:2(w:w:w:w)的膜室温电导率达到 3.40× 10-4 S/cm,稳定窗口为4.2 V,锂离子迁移数为0.315,组装LiFeP04/电解质膜/Li半电池首次放电比容量为111.2 mA/g,100次循环后为112.9 mA/g,库伦效率接近100%。对于PVdF/CA/LiTFSI/Py 14TFSI电解质膜,最佳配比为PVdF:CA:LiTFSI:Py14TFSI=20:4:12:15(w:w:w:w),其电导率为 1.45× 1 0-4 S/cm,稳定窗口为4.95 V,迁移数为0.231,组装Li/电解质膜/LiFeP04半电池首次放电比容量为124.5 mAh/g,50次循环后放电比容量为119.6 mAh/g,循环性能良好。因此,两种聚合物膜是很好的锂离子电池聚合物电解质材料。
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