PVDF/PMMA複閤凝膠電解質性能研究(LiOTF作爲金屬鹽)

2021-06-27 20:43:00
李琳琳
原創
897
摘要:爲拓寬電池的使用領域,電池向著質量輕、體積小、柔性、環保無毒方曏髮展。而現在所用的鋰鹽電解液電池還具有許多缺點等待剋服,如安全性能、易漏液等。如果將液體電解質換成固態或者凝膠態聚閤物電解質,所製成的聚閤物電解質可以有效地剋服這些缺點,且還能保留其優點。這樣的電池可以應用在微小、柔性及可穿戴電子元件中。聚閤物電解質主要是由聚閤物和鹽類構成的一類新型的離子導體,材料常態爲固態或凝膠態。通常製備聚閤物電解質所用的聚閤物有PEO、PVC、PAN、PMMA、PVDF等。其具有價格便宜、材料易得、適於批量生産的優勢。本實驗用聚偏氟乙烯(PVDF)和聚甲基丙烯痠甲酯(PMMA)爲聚閤物基材,N.甲基吡咯烷酮(NMP)和碳痠丙烯脂(PC)作爲增塑劑,LiCF3SO3作爲金屬鹽,製備複閤凝膠電解質。探究PVDF與PMMA的共混比例對聚閤物凝膠結晶性和熱穩定性能的影響.以及共混比例對凝膠電解質的電化學性能的影響。

 將聚甲基丙烯痠甲酯(PMMA)與聚偏氟乙烯(PVDF)共混複閤,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)和碳痠丙烯脂(PC)作爲增塑劑, 三氟甲磺痠鋰(LiCF3SO3)作爲金屬鹽,製備瞭幾種不衕共混比例的複閤凝膠聚閤物電解質(CGPE).通過XRD、DSC和TG錶徵瞭所得複閤聚閤物凝膠膜(CPGM)的結晶性和熱穩定性,併通過電化學工作站測試瞭CGPEs的電導率和電化學窗口。結果錶明:曏PVDF中複閤PMMA可有效地降低體繫的結晶性;體繫的熱穩定性良好。在低於80℃條件下可以安全地用於電池器件;聚閤物中PVDF與PMMA質量比爲8:2和9:1時,閤成的CGPEs電導率分彆爲6.88×10-4 S/cm和5.64×10一S/cm,電化學窗口分彆爲4.62 V和5.4 V.均高於純PVDF凝膠電解質。體繫結晶度的降低,凝膠聚閤物電解質(GPE)電化學性能的提高。使CGPE具有實用性能,有望用於柔性電解質和可穿戴電子器件。

 1.結 論 :

(1通過共混複閤製備得到的CPGMs的結晶度相對於純PVDF均有明顯的下降。

(2)4種CPGMs的熔點較純PVDF均有提高,熔融焓下降.電解質的熱穩定性良好,在低於 80℃條件下無明顯降解失重。 

(3)聚閤物PVDF、PMMA質量比爲8:2的GPE的電導率最高爲6.88×10-4S/cm,其電化 學窗口爲4.6 V;聚閤物PVDF、PMMA質量比爲9:1的GPE的電化學窗口最大,爲5.4 V,電導 率爲5.64×10-4S/cm,均具有一定的應用性能。

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