固态电池因其优异的性能备受关注,但是与传统的液态电池相比,离子传输能力偏弱,原因是固-固界面离子传输困难。本文制备了以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为基的固态电解质膜,并探究PVDF-HFP和增塑剂乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ET...固态电池因其优异的性能备受关注,但是与传统的液态电池相比,离子传输能力偏弱,原因是固-固界面离子传输困难。本文制备了以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为基的固态电解质膜,并探究PVDF-HFP和增塑剂乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)质量比为1.0∶0.3、1.0∶0.4、1.0∶0.5时对电解质膜离子传输的影响,并组装成以磷酸铁锂为正极、锂片为负极的固态电池,研究其电化学性能。研究发现:当PVDF-HFP和ETPT质量比为1.0∶0.4时,锂离子迁移数达0.89,电化学窗口可达4 V,离子电导率达到8×10^(-5)S/cm,表现出良好的稳定性。将质量比为1.0∶0.4的电解质膜装配成固态电池,经过激活之后,首先在0.1C的倍率下进行测试,首圈充电比容量为133 m A·h/g,首圈放电比容量为129 m A·h/g,在20圈循环测试后,放电比容量也能保持在120 mA·h/g以上,容量保持率为92%。展开更多
液态电解质锂离子电池因其潜在的安全性问题,发展新的固态电解质锂离子电池是目前所研究的热点。磷酸铝钛锂(Li_(1.5)Al_(0.5)Ti_(1.5)(PO_(4))_(3),LATP)是一种NASICON型陶瓷材料,由于其空气稳定性和较好的Li^(+)导电性而备受关注。然...液态电解质锂离子电池因其潜在的安全性问题,发展新的固态电解质锂离子电池是目前所研究的热点。磷酸铝钛锂(Li_(1.5)Al_(0.5)Ti_(1.5)(PO_(4))_(3),LATP)是一种NASICON型陶瓷材料,由于其空气稳定性和较好的Li^(+)导电性而备受关注。然而,为了达到良好的离子导电性并降低晶界阻抗,LATP需要950℃以上的高温来实现致密化,这对于大规模应用来说耗时且昂贵。本文使用简单的溶液浇铸法,通过将LATP嵌入共聚物PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)基体,合成新的复合固态电解质膜。在此基础上,以磷酸铁锂(LiFePO_(4))为正极,使用PVDF-HFP/LATP复合固态电解质膜进行电池组装。在室温下,利用X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对不同质量比的固态电解质膜进行物理特性研究,并进行相关电化学测试。结果表明,PVDF-HFP/LATP质量比为5∶1的复合固态电解质膜,其LATP的NASICON型晶体结构得到了很好的保持;制备的聚合物固态电解质膜具有阻燃性;组装的半电池在常温条件下锂离子迁移数达到0.70。全电池在20次充放电循环下,放电比容量保持率为85%。展开更多
Poly(tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene) (FEP) films were immersed in aqueous solution of acrylic acid (AA) and sodium styrene sulfonate (SSS), then irradiated by Co γ-rays at 25℃. The effects of reaction 60...Poly(tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene) (FEP) films were immersed in aqueous solution of acrylic acid (AA) and sodium styrene sulfonate (SSS), then irradiated by Co γ-rays at 25℃. The effects of reaction 60 time,absorbed dose, dose-rate, inhibitor and monomer concentration on the grafting yield were studied. Grafting yields of both AA and SSS onto FEP, respectively, increase with irradiation dose, but some saturation will appear at high dose and monomer concentration. The grafting yield increases with reaction time and then levels off. The graft- ing of SSS onto FEP is more difficult than the grafting of AA. The analysis of grafted membranes using DSC and FT-IR have been done.展开更多
文摘固态电池因其优异的性能备受关注,但是与传统的液态电池相比,离子传输能力偏弱,原因是固-固界面离子传输困难。本文制备了以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)为基的固态电解质膜,并探究PVDF-HFP和增塑剂乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)质量比为1.0∶0.3、1.0∶0.4、1.0∶0.5时对电解质膜离子传输的影响,并组装成以磷酸铁锂为正极、锂片为负极的固态电池,研究其电化学性能。研究发现:当PVDF-HFP和ETPT质量比为1.0∶0.4时,锂离子迁移数达0.89,电化学窗口可达4 V,离子电导率达到8×10^(-5)S/cm,表现出良好的稳定性。将质量比为1.0∶0.4的电解质膜装配成固态电池,经过激活之后,首先在0.1C的倍率下进行测试,首圈充电比容量为133 m A·h/g,首圈放电比容量为129 m A·h/g,在20圈循环测试后,放电比容量也能保持在120 mA·h/g以上,容量保持率为92%。
文摘液态电解质锂离子电池因其潜在的安全性问题,发展新的固态电解质锂离子电池是目前所研究的热点。磷酸铝钛锂(Li_(1.5)Al_(0.5)Ti_(1.5)(PO_(4))_(3),LATP)是一种NASICON型陶瓷材料,由于其空气稳定性和较好的Li^(+)导电性而备受关注。然而,为了达到良好的离子导电性并降低晶界阻抗,LATP需要950℃以上的高温来实现致密化,这对于大规模应用来说耗时且昂贵。本文使用简单的溶液浇铸法,通过将LATP嵌入共聚物PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)基体,合成新的复合固态电解质膜。在此基础上,以磷酸铁锂(LiFePO_(4))为正极,使用PVDF-HFP/LATP复合固态电解质膜进行电池组装。在室温下,利用X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)对不同质量比的固态电解质膜进行物理特性研究,并进行相关电化学测试。结果表明,PVDF-HFP/LATP质量比为5∶1的复合固态电解质膜,其LATP的NASICON型晶体结构得到了很好的保持;制备的聚合物固态电解质膜具有阻燃性;组装的半电池在常温条件下锂离子迁移数达到0.70。全电池在20次充放电循环下,放电比容量保持率为85%。
基金Supported partially by Exploration Project of Knowledge Innovation Program of the Chinese Academy of Sciences (No.55180219)
文摘Poly(tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene) (FEP) films were immersed in aqueous solution of acrylic acid (AA) and sodium styrene sulfonate (SSS), then irradiated by Co γ-rays at 25℃. The effects of reaction 60 time,absorbed dose, dose-rate, inhibitor and monomer concentration on the grafting yield were studied. Grafting yields of both AA and SSS onto FEP, respectively, increase with irradiation dose, but some saturation will appear at high dose and monomer concentration. The grafting yield increases with reaction time and then levels off. The graft- ing of SSS onto FEP is more difficult than the grafting of AA. The analysis of grafted membranes using DSC and FT-IR have been done.
