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锂离子电池的应用越来越广泛,然而,液态电解质作为其重要的组成部分存在泄露引发电池爆炸等问题极大地限制了锂电池的应用,因此用固体电解质替代液态电解质解决锂电池漏液的问题成为研究的热点。其中质量轻、柔性的固体聚合物电解质是研究的热点之一。聚环氧乙烷(PEO)因其电导率高被广泛应用于固体聚合物电解质研究中,但是由于其结晶度高,锂离子运动受限,室温电导率低、热稳定性和机械性能较差的问题尚未解决,因此持续深入研究具有理论和应用意义。设计用液晶聚合物插层蒙脱土制成的杂化材料(LCT)作为功能性掺杂剂,采用自动刮膜技术制备LCT掺杂PEO、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/PEO、聚碳酸亚丙酯(PPC)/PEO三个体系的聚合物电解质,并对电解质的结构、结晶度、电导率和机械性能等进行了测试与表征。针对电解质在锂电池使用过程存在易燃易爆的安全隐患问题,在研究过程中少见的进行了阻燃性能的测试。在PEO固体电解质体系中,随着LCT质量分数增加,PEO的结晶度有先降低后增加的趋势,LCT添加量为1.5%时,DSC与XRD测试结果显示此时体系结晶度最小,18℃时电导率最大为5.96×10~-55 S/cm,比未加入LCT时提高了11倍多。加入LCT后,电解质的力学性能有所改善,添加量为1.0%时,最大应力达到2.49 MPa,添加量为1.5%时,最大应变达到830%。LCT的加入提高了电解质的热稳定性。在PMMA/PEO固体电解质体系中,未添加LCT时,无定形的PMMA组分使PEO基体的结晶度降低到27%左右,添加量为0.5%时,PEO结晶度降低到21%左右,18℃时电导率最大为3.26×10~-55 S/cm,高于未加入LCT的电导率,此时力学性也能有所改善,PMMA/PEO体系应变最大为883%,添加1.5%LCT后,最大应力为6.43 MPa,电解质的初始分解温度最高为242.7℃。在PPC/PEO固体电解质体系中,未添加LCT时,无定形PPC组分的加入使PEO的结晶度降低到20%左右,添加量为0.5%时PEO结晶度最小为14%,比未加LCT时降低了30%,电导率在18℃下由4.38×10~-66 S/cm提升至2.29×10~-55 S/cm,最大应变达到最大值880%,在此时电解质的初始分解温度为306.7℃。当LCT添加量为1.0%时电解质的拉伸强度最大为3.43 MPa。通过红外光谱和拉曼光谱对电解质的结构进行表征,发现添加锂盐和LCT均不会引起体系中PEO分子链构象的改变。通过测试极限氧指数(LOI)评价了电解质的阻燃性能,发现PEO体系中添加1.5%LCT后,LOI达到20.4%,在PMMA/PEO体系中添加0.5%LCT时,电解质的LOI最高为22%,添加同样含量的LCT,PPC/PEO的LOI最高达到为23.4%,在空气中不易燃烧。