高性能鋰離子電池用PVDF-TPU-PAN凝膠聚合物電解質的制備與研究.pdf

1、隨著科技進步和社會發(fā)展，越來越多的不可再生資源被消耗，新能源的優(yōu)越性使其成為當今時代的一大主題。作為新能源之首的鋰離子電池因此得到了極大的關注，其主要的優(yōu)點體現(xiàn)在：能量密度高、綠色環(huán)保、能量效率高、使用壽命長、可快速充放電、沒有記憶效應以及自身放電小等。聚合物電解質作為鋰離子電池的重要組成部分，對其的研究相比于電極的研究要緩慢很多，使其在很大程度上制約了電池的電化學性能。本文的目標是制備出擁有高的導電性和良好機械性能的凝膠聚合物電解質，

2、進而組裝成相應的扣式鋰離子電池，討論該凝膠聚合物鋰離子電池的充放電和循環(huán)性能。研究工作主要從以下幾個方面進行：
　　1.用靜電紡絲技術制備PVDF/PAN，TPU/PAN和PVDF/TPU/PAN為基體的纖維薄膜。將這三種不同基體的纖維薄膜系統(tǒng)地進行物理性能表征。然后將薄膜放到1.0M LiPF6–EC/DMC電解液中進行活化，制備得到凝膠聚合物電解質。以PVDF/TPU/PAN為基的凝膠聚合物電解質的離子電導率為4.98×10-

3、3S cm-1，組裝成的扣式鋰離子電池的首次放電比容量約為163.4mAh g-1。
　　2.基于前面的研究，通過對一系列不同濃度的PVDF/TPU/PAN溶液制備的凝膠聚合物電解質膜的電化學性能進行比較，確定最佳的溶液濃度。濃度為9％三元共混的PVDF/TPU/PAN凝膠聚合物電解質組裝成的扣式鋰離子電池綜合性能最佳：首次放電比容量為165.4mAh g-1，經過50次循環(huán)后，容量衰減很少，放電比容量為158.3mAh g-1。

4、
　　3.為了進一步改善PVDF/TPU/PAN為基的凝膠聚合物電解質的電化學性能，在溶液濃度確定的基礎上，用靜電紡絲技術制備一系列不同質量配比PVDF/TPU/PAN電紡纖維薄膜，將膜放到1.0M LiPF6–EC/DMC電解液中進行活化，制備得到聚合物電解質。PVDF/TPU/PAN(2/2/1)凝膠聚合物電解質的綜合性能最佳：其離子電導率為6.91×10-3S cm-1，電化學穩(wěn)定窗口高達5.7V?？凼戒囯x子電池的首次放電比