改善电池固态聚合物电解质性能的研究

改善电池固态聚合物电解质性能的研究

对基于塑化聚乙二醇-甲基丙烯酸酯的固态聚合物电解质的性能进行了研究，旨在推动利用碳纤维作为电极的结构电池开发。研究了交联密度、锂盐浓度和增塑剂量对于改善固态电解质的影响，其中添加增塑剂会提高固态电解质的整体性能。与没有添加增塑剂相比，该电解质可以获得更高的离子电导率和力学性能。该电解质在工作环境温度下，其离子电导率可以达到3.3×10-5S/cm，相应的储能模量可以达到20MPa。

研究了几种不同交联密度的增塑PEG-甲基丙烯酸酯聚合物对电解质性能的影响。可根据具体需要通过改变交联密度和增塑剂的量，调整该电解质的力学性能和离子传导性能。而与没有增塑剂的电解质进行比较，当相应的储能模量具有相同的数量级时，其需要达到了10倍以上的离子电导率。对于储能模量较低的样品（〈40MPa），增加增塑剂使电解质电导率的增加更为显着，对储能模量较高的样品（〉200MPa）也有影响。

此外，增塑剂中的锂盐浓度对固态聚合物电解质的性能也有影响。随着锂盐含量的增加，该电解质内的离子相互作用也随之增加，但是当材料经受恒定的应变振幅时，也会导致机械损失增多。增塑剂的组成对其性能也有一定的影响。用3种不同的增塑剂研究增塑剂组成电解质的影响。含有EC（碳酸乙烯酯）的样品比仅含有DMMP（甲基磷酸二甲酯）或NMP（N-甲基吡咯烷酮）溶剂的样品更耐热。当EC添加到增塑剂中时，使得聚合物增塑剂的相互作用增加，从而降低了聚合物链的迁移率。此外，电解质离子电导率的增加不仅与聚合物中链的移动性有关，而且与聚合物和增塑剂中锂盐的相互作用有关。

刊名：Journal of Applied Polymer Science（英）

刊期：2017年第134期

作者：Ihrner Niklas et al

编译：陈少帅