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凝胶聚合物锂离子电池是在液体锂离子电池的基础上发展起来的可充电锂离子电池,它不仅具有液态锂离子电池的高电压、高能量密度、长循环寿命等特点,而且改善了液态锂离子电池可能出现的漏液、爆炸等问题,因此得到了众多研究者的关注。为提高凝胶聚合物电解质(GPE)的离子电导率和电解质与电极的兼容性,本论文通过静电纺丝法制备三元聚丙烯腈(PAN)/热塑性聚氨酯(TPU)/聚苯乙烯(PS)基GPE应用于锂离子电池。整个实验工作基于三个方面进行研究:(1)使用静电纺丝制备出PAN/TPU,PAN/PS,TPU/PS和PAN/TPU/PS电纺膜,干燥好后分别放入1 mol/L LiPF6-EC/DMC电解液中,制备所需的GPE。研究发现三元共混PAN/TPU/PS基GPE的离子电导率远优于其它三种,达到3.83×10-3S cm-1;电化学稳定窗口为5.8 V,远比其它三种宽;在0.1C倍率下,电池的首次充放电容量分别为161.70 mAh g-1、161.44 mAh g-1;在1.0C倍率下,表现出150.07 mAh g-1的较高的放电容量;且力学性能好,断裂伸长率高达115.15%,抗拉伸强度9.86MPa。使用该三元GPE制备的锂离子电池循环性能、高温性能和倍率充放电性能均得到明显改进。(2)通过静电纺丝制备一系列不同质量比的PAN/TPU/PS电纺膜,干燥后分别放入1 mol/L LiPF6-EC/DMC电解液中,得到不同质量比的GPE。其中样品PTP5的PAN/TPU/PS的离子电导率为3.83×10-3 S cm-1;在0.1C倍率下,PTP5的GPE制备的电池首次充放电容量分别为161.70 mAh g-1和161.44 mAh g-1;循环测试50次后,放电容量仍然高达150.85 mAh g-1,稳定性很好。综合所述,PTP5的GPE更适合应用于锂离子电池。(3)通过静电纺丝一系列不同浓度PAN/TPU/PS溶液制备电纺膜,干燥后放入1mol/L LiPF6-EC/DMC,得到GPE。其中由11%浓度PAN/TPU/PS溶液制备的电纺膜吸液率达到347%;同时该浓度下的离子电导率为4.01×10-3 S cm-1;在0.1C倍率下,11%浓度PAN/TPU/PS制备的电池首次充放电容量分别为165.55mAh g-1和165.47 mAh g-1;循环测试50次后,放电容量仍然高达157.62 m Ah g-1,稳定性很好,发生容量衰减相对较小,而其它浓度在容量衰减性上表现的就差一些。综合各方面的表现,浓度为11%PAN/TPU/PS溶液制备的GPE膜在物理性能、电化学性能的测试中表现优越,是作为锂离子电池隔膜材料的最佳选择。