多相結構納米SiO2類復合電解質的制備與應用.pdf

1、在傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池的使用過程中，由于電池的包裝損壞、電池過充，以及在充放電過程中枝晶鋰的形成，造成電解液泄露、燃燒爆炸和短路等安全問題。為了解決這些隱患，科研工作者采用聚合物電解質替代原有的電解液和隔膜，有效地解決了這些安全問題。相比液態(tài)電解液，聚合物電解質的電導率、鋰離子遷移分數(shù)和力學性能較差等，研究和開發(fā)新型復合電解質對鋰離子電池的發(fā)展和應用具有重大意義。目前研究較多的基體有：聚氯乙烯（PVC）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈

2、（PAN）、聚氧化乙烯（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等，其中PMMA與金屬鋰電極相容性好，界面阻抗低，并具有較高的離子電導率，但其力學性能較差?；诖吮菊撐牟捎肞MMA為聚合物基體，對其進行改性研究，主要工作如下：
　?。?）對摻雜納米二氧化硅進行改性。為了提高納米二氧化硅在聚合物基體中的分散性，以四氫呋喃溶劑做為反應介質，氮氣作為保護氣體，以叔丁醇鉀作為改性助劑，1,3-丙磺酸內酯為改性劑對納米二氧化硅表面進行接枝改性

3、，通過單因素實驗確定了最佳改性工藝條件，納米二氧化硅表面接枝率達78％（酸堿滴定測試結果）。
　?。?）通過與苯乙烯和三羥甲基丙烷三丙烯酸酯進行交聯(lián)共聚改性。以氮氣為保護氣氛，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，通過原位聚合法成功制備了復合聚合物材料SiO2/P(MMA-S)，制備出的復合聚合物交聯(lián)程度適中，具有良好的成膜性。
　?。?）采用相轉化法將復合聚合物材料制備成多孔結構復合膜。以N,N-二甲基乙酰胺和丙酮作為混合溶劑，聚乙烯基吡

4、咯烷酮為粘結劑，以去離子水為非溶劑相，成功制備出多孔膜材料。
　?。?）以LiClO4-DMC/EC/EMC為鋰鹽電解液，將所制備的復合聚合物電解質膜SiO2/P(MMA-S)組裝成測試電池。經測試吸液率可達310%，在手套箱稱量瓶中經15天，失重率不超過20%。抗拉強度可達40Mpa，斷裂伸長率可達40%。復合聚合物電解質膜室溫電導率可達3.98×10-3S/cm，電化學窗口為5.48V。在0.1C和0.2C的倍率下，首次放電容