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性能 & 应用
电解液添加剂的用量虽然仅占锂离子电池中电解液的一小部分,但适当的电解液添加剂能够指为改善电解液的电化学性能和提高阴极沉积质量,提高锂离子电池的可逆容量、循环性能、倍率放电性能和安全性能。电解液添加剂种类多,按照功能的不同可分为成膜添加剂、水分抑制添加剂、提高电导率添加剂、安全添加剂、低温添加剂、高电压添加剂等。成膜添加剂中应用最为广泛的是碳酸酯类添加剂,包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸亚乙烯酯(Vc)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)等,碳酸酯在负极表面可以形成均匀、稳定的SEI膜。
三氟甲烷磺酸锂(LiOTf)的 XRD 图谱中,在 2θ = 31 .8°处出现明显的结晶衍射峰 。由此可知 ,如果 三氟甲烷磺酸锂在电解质体系中发生结晶 ,则会在 31 .8°处出现其特征衍射峰 。
凝胶透明电解质主要是因为使用了凝胶剂可以让液体电解质被束缚在交联网络之中,让体系当中也保持了与液体电解质相似的离子通道和迁移性,让其能够保证良好的导电性。 对于凝胶状的透明电解质来说,它能够更好的与电极形成较好的接触面。 另外,高分子的凝胶透明电解质又因为存在着易于加工成型、粘着性好并且质量较轻的优点,已经成为固体电解质的理想型材料,在电致变色器件中也有着广泛的应用,并且取得到了较好的效果。
锂二次电池是现代社会高性能电池的典型代表,具有工作电版高、能量密度高、循环寿命长、无行染、记忆效应等优点。被广泛应用于手机、数玛棚机等电子产品以及电动汽车。全固态聚合物电解质因为其出色的安全性,可以使用锂负极、电池易于轻薄化等优点受到人们的广泛关注。 全固态合物电解质在实际使用中需要兼具良好的电导率与力学性能,因此需要设计出合理的聚合物结构,以提高聚合物电解质的综合性能。
通过对 PAN、EP 和 LiOTf 间宏观结构的调控,以 PAN-LiOTf 为中间层,EP 树脂为顶层和底层,制备了 EP/PAN-LiOTf/EP层状复合膜​ 。EP 的存在减弱了氰基与锂离子的络合过程,从而减弱了锂离子实现了定向移动,导致导电率降低。
PAN -LiOTf 复合材料的电导率-频率曲线,随着锂盐添加量的增加,PAN -LiOTf 复合材料的电导率逐渐增加。当盐含量非常高(接近聚合物的溶解极限)时,将形成有效的渗流通道,有助于锂离子的移动。在高导电 PAN -LiOTf 中间层的表面上有负电荷的累积,在高度绝缘的EP 层区域中有正电荷的积累,在两个区域的界面处形成了极化区域,电荷累积现象可以诱导强的界面极化过程,从而使介电常数增加。
各 EP/(PAN-LiOTf)复合材料均具有优异的透明性,EP 含量几乎对透明性没有产生影响。PAN 与 EP 具有的良好相容性,同时 PAN 具有可溶剂化极性基团,其可以与 LiOTf 形成缔合物,相当固态“溶剂”将 LiOTf 溶解[85, 90]。实现了 LiOTf 在整个复合材料中的良好分散,从而使 EP/(PAN-LiOTf)复合材料具有优异的透光性。
利用 EP、PAN 和 LiOTf 三组分间较强的相互作用,氰基与锂离子存在络合现象,在不断的络合、解离、再络合的过程中,锂离子实现了定向移动,从而 PAN0.15LiOTf 复合材料具有高导电性。EP/(PAN-LiOTf)复合材料的断裂伸长率和断裂强度均大于 EP 树脂,特别是,前者的断裂伸长率是后者的 3-3.6 倍。
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