锂离子电池聚合物电解质的制备及性能研究.doc

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锂离子电池聚合物电解质的制备及性能研究

摘要以DCP为交联剂,对聚碳酸亚丙酯马来酸酐（PPCMA）进行交联反应，得到PPCMA聚合物电解质干膜，再浸渍电解液进行活化，制备了性能优良的PPCMA凝胶聚合物电解质。研究发现随着交联剂DCP用量的增多，PPCMA聚合物电解质的玻璃化转变温度升高，热稳定性增强，吸液率和溶胀率降低，离子电导率先增加后减小，其中DCP用量为1.2%时，离子电导率达到最大值（（8.43×10-3S·cm-1（室温）、1.42×10-2S·cm-1（50℃））。Li/PPCMAGPE/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2聚合物锂离子电池的首次放电比容量为115.3mAh/g。

关键词：聚碳酸亚丙酯马来酸酐（PPCMA）锂离子电池聚合物电解质电化学性能

中图分类号：TM912.9文献标识码：A

PreparationandcharacterizationofPolymerElectrolytesforlithium-ionbatteries

YangJieqiXiaoNanTuXiaoboShiZhongZhouXianguangZhouZhengtian

YuXiaoyuan

（CollegeofScience,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China）

Abstract:ThePPCMApolymermatrixwascrosslinkedwithDCPcrosslinkingagentandactivedbyabsorbingliquidelectrolytetoprepareanewtypePPCMAgelpolymerelectrolyte.TheTgandthethermalstabilityincreased,theabsorbingrateandswellingratedecreasedwiththeamountofDCPincreasing.TheionicconductivityofthePPCMAgelpolymerelectrolytefirstlyincreasedandthendecreasedwithincreasingDCPcontent.TheionicconductivityofthePPCMAgelpolymerelectrolytewith1.2%ofDCPreachedthemaximumvalueof8.43×10-3Scm?1atroomtemperatureand1.42×10-2S·cm-1at50℃.TheinitialdischargecapacityofLi/PPCMAGPE/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2lithium-ionbatterieswas115.3mAhg

Keywords:PPCMA;Lithium-ionbattery;Polymerelectrolytes;Electrochemicalproperties

锂离子电池聚合物电解质主要分为全固态聚合物电解质[1,2]、凝胶聚合物电解质[3]和纳米复合聚合物电解质[4]。用于聚合物锂离子电池的聚合物主要有如下几种类型[5-7]：聚醚系(主要为PEO)、PAN系、PMMA系、PVDF系、聚偏氯乙烯(PVC)和其他类型。凝胶聚合物电解质（GPE）的机械性能差，随外压力的增加发生变形率大。为了克服GPE的这些致命缺点和提高凝胶聚合物的力学性能及导电能力，目前通常采用共混、共聚、交联、嫁接[8,9]等方法拿来制备凝胶聚合物电解质。本文将对PPC基体材料进行交联改性，制备凝胶聚合物电解质，并研究交联剂的用量对交联PPCMA聚合物电解质膜的性能的影响，以期筛选出性能优良的新型交联PPCMA凝胶聚合物电解质。

1实验

1.1PPCMA聚合物电解质的制备

取不同用量的交联剂过氧化二异丙苯（DCP）和一定量的PPCMA，使其溶解于丙酮中，形成一种半透明的胶乳状溶液，在室温下自然蒸发溶剂，得到PPCMA聚合物薄膜，把所得薄膜在真空干燥箱里在25℃的温度下干燥12小时，再调高温度到60℃干燥24小时，在热压机上170℃下进行热压成膜，得到不同用量DCP的交联PPCMA干膜。经真空干燥后，用打孔器打出直径为1cm

1.2PPCMA电解质干膜的性能表征

PPCMA干膜的玻璃化转变温