含离子液体的凝胶聚合物电解质的导电行为研究

崔闻宇，吕春艳，张乔，许娜娜

(哈尔滨商业大学 药学院，黑龙江 哈尔滨 150076)

传统锂离子电池电解质是碳酸酯类和锂盐的液态混合物，应用过程中会出现电解液泄露等安全问题[1]，凝胶聚合物电解质安全性高、热稳定性好[2]，而将离子液体引入到电解质中可进一步提高电解质性能及电池安全性[3-4]。

电导率和阳离子迁移数是衡量聚合物电解质性能优劣的重要标准，电导率越高、阳离子迁移数越接近1的聚合物电解质性能越好。在聚合物电解质体系中，可自由移动的Li+、与聚合物基团耦合的Li+借助聚合物的进程链段运动，均可以影响电解质的导电行为，表现出导电性能[5-7]。通过阿伦尼乌斯方程得到的典型的logσ-1/T曲线可被用来解释电解质的导电行为[8]。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

N-甲基吡咯烷酮(NMP)、碳酸乙烯(EC)、酯碳酸丙烯酯(PC)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)、三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、离子液体1-甲基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(EMIPF6)、1-甲基-3-乙基咪唑二(三氟甲基磺酰)亚胺盐(EMITFSI)均为分析纯；363048A电池壳，购于金杨新型电源有限公司；锂片(纯度99.99%，直径16 mm，厚度0.2 mm)，由北京有色金属研究院提供；实验用水为去离子水(电阻<18.2 MΩ，Milli-Q制备)。

DBS-11A数显电导率仪；CHI604B电化学工作站；SZCL-2数显智能控温磁力搅拌器；HH-S恒温水浴锅。

1.2 实验方法

1.2.1 含离子液体的凝胶聚合物电解质的制备 称取适量聚合物基体PVDF-HFP溶于有机溶剂NMP，搅拌6 h后加入适量EMIPF6或EMITFSI与锂盐LiPF6或LiTFSI，继续搅拌12 h至得透明均一的凝胶液；称取适量凝胶液，置于自制聚四氟乙烯模具中，80～90 ℃真空干燥后得电解质膜；……