PVP/PVDF-HFP微孔聚合物电解质的制备及性能

杨波，李新海，郭华军，王志兴，黄思林，李勇勇

(中南大学 冶金科学与工程学院，湖南 长沙，410083)

聚合物电解质由于具有柔韧性好、易加工和无漏液等优点是太阳能电池、锂离子电池等应用中最具潜力的导电材料之一[1-3]。Choi等[4]报道(PAN+EC)/[LiN(SO2CF3)2+LiPF6]的增塑高分子电解质，把聚合物和非水锂盐电解质溶解于增塑剂中形成含有聚合物基质、增塑剂和液体电解质的黏性溶液，定型成增塑高分子电解质。虽然此类电解质具有较高的离子电导率，但存在机械性能差、热稳定性差且由于锂盐对水分很敏感，合成时需要一个绝对干燥的环境等缺陷，限制了该类电解质的商业化应用。商业化聚合物锂离子电池用电解质基于一种胶态有机微孔膜，其中有机膜为支撑骨架，电解液则储于微孔中，锂离子的导电通过聚合物分子的链段运动或储于微孔中的电解液的迁移来实现[5-6]，整个聚合物电解质呈半固态结构。微孔聚合物电解质膜具有较高的室温电导率、较好的热力学稳定性和机械性能，能降低组装电池过程中对环境湿度的要求[7]。1994年美国Bellcore公司研制出一种新型的有机微孔膜合成方法，命名为Bellcore法，Bellcore法制成的多孔膜吸附电解液后具有较高的电导率和良好的机械强度，但由于在制备过程中需用有机溶剂乙醚抽提造孔剂邻苯二甲酸二丁酯，易造成环境污染。倒相法是一种比较传统的制膜方法，包括湿法、干法、热凝胶法和聚合物辅助倒相法[8]，其中湿法中的溶液倒相法制备工艺简单，且工艺条件易调整，能够根据膜的应用性能来选择不同的技术参数，因此，本文选择溶液倒相法作为合成复合微孔膜的方法。……