P(VdF-HFP)型聚合物电解质的结构和导电性研究

制备了以偏氟乙烯与六氟丙烯共聚物[P(VdF-HFP)]为基质的聚合物电解质,并测定了该类电解质的电导率。讨论了锂盐浓度、增塑剂配比、纳米SiO_2粉末掺入等对离子电导率的影响。结果表明:以P(VdF-HFP)为基质的电解质室温电导率最高达到2.81×10^(-3)S/cm。利用红外、扫描电镜、X射线衍射分析对聚合物电解质的结构和性能进行了表征,探讨了聚合物电解质膜的各组分间相互作用的规律。

增强型P(VDF-HFP)-PMMA聚合物电解质的制备和性能

以P(VDF-HFP)-PMMA(聚四氟乙烯六氟丙烯-聚甲基丙烯酸甲酯)为聚合物基体,利用直接挥发法制备了PP/PE/PP复合膜增强型聚合物电解质。采用激光扫描共焦显微镜(LEXT),线性伏安,交流阻抗和恒流充放电循环等测试手段,考察了PMMA的添加对聚合物电解质性能的影响。实验结果表明:PMMA的加入能使聚合物电解质吸收更多的液体电解液,从而增大离子电导率。当P(VDF-HFP)∶PMMA=1时,室温下吸液量高达306%,电导率达到1.63 mS/cm,电化学稳定窗口高达5.2V。以LiCoO2为正极、锂片为负极,采用该隔膜组装的聚合物锂离子电池具有很好的循环稳定性。

P(VDF-HFP)-PMMA/CaCO3(SiO2)复合聚合物电解质的电化学性质

采用激光扫描共焦显微镜、X射线衍射、循环伏安和交流阻抗等方法对由聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)(P(VDF-HFP))、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及纳米碳酸钙(二氧化硅)制备的几种复合聚合物电解质(CPE)膜P(VDF-HFP)-PMMA/CaCO3(SiO2)的性能进行了研究.结果表明,PMMA的加入能提高CPE的吸液率,从而增大其离子导电率.在P(VDF-HFP)与PMMA质量比为1∶1条件下制得的CPE性能最佳.用P(VDF-HFP)-PMMA为聚合物基体与纳米级SiO2、CaCO3进行复合制成的聚合物膜,无机粒子的加入没有破坏原来聚合物非晶结构;室温下CPE的电导率达到3.42 mS.cm-1;电化学稳定窗口为4.8 V.电池Li/CPE/GMS(石墨基材料)的测试证明,CPE与石墨负极有很好的相容性.聚合物电池Li/CPE(CaCO3)/LiCoO2比Li/CPE)(SiO2)/LiCoO2具有更优越的倍率放电性能.

聚合物电解质P(VDF-HFP)/PVP的制备和性能研究

以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)与聚偏氟乙烯-六氟丙烯[P(VDF-HFP)]的混合物为基质,用相转移法制备了聚合物电解质P(VDF-HFP)/PVP。采用扫描电子显微镜、交流阻抗和线性扫描伏安方法对聚合物电解质进行了表征,并对组装的Li-CoO2/Li聚合物锂离子电池进行了性能检测。结果表明:这种聚合物电解质具有丰富的微孔,吸液率可达到530%,电化学稳定窗口为5.50 V,室温下的离子电导率为5.85×10-3S/cm;聚合物锂离子电池0.1C充放电时,首次放电容量为136mAh/g,放电平台约为3.88 V;30次循环后,放电容量仍保持在139 mAh/g。循环过程中,充放电效率为98.9%,1C放电容量为0.1C放电容量的94%。

添加无机粒子的P(VDF-HFP)-PMMA复合聚合物电解质的性能

研究了以PP/PE/PP(聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯)膜为支撑体,P(VDF-HFP)(聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯))-PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)为聚合物基体,与纳米级SiO2、CaCO3进行复合构成的聚合物电解质膜(CPE)的性能。借助X射线衍射、电化学阻抗、电池的首次充放电、倍率放电和充放电循环测试,考察了复合聚合物电解质CPE(SiO2)和CPE(CaCO3)的结构以及它们与LiFePO4正极材料、金属锂的相容性。结果表明:无机粒子的加入没有改变原来聚合物P(VDF-HFP)-PMMA非晶结构;两种电解质构成的电池的首次充放电性能相差不大,但是循环性能后者优于前者;LiFePO4/CPE(CaCO3)/Li构成的电池的倍率放电性能、放电容量和容量保持率均优于LiFePO4/CPE(SiO2)/Li电池;CPE(CaCO3)与LiFePO4、金属锂的相容性更好。

P(VDF-HFP)/Al_2O_3基聚合物电解质薄膜的研究

采用溶液浇注和电解液吸收的方法制得了P(VDF HFP) /Al2 O3 基聚合物凝胶电解质薄膜。用这种方法得到的共混薄膜具有较高的电解液吸收率及良好的机械性能。电化学阻抗谱的结果表明 ,与纳米粒径Al2 O3 共混得到的薄膜和镍电极具有较低的界面电阻。另外 ,由于该结构的半结晶性 ,DSC测试并没有发现该共混薄膜的玻璃化转变温度Tg。将此电解质隔膜组装成半电池后表现出优良的充放电性能。

锂离子电池用P(VDF-HFP)基凝胶聚合物电解质的进展

介绍了以聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]为基质的凝胶聚合物电解质(GPE)的制备方法和性质,如萃取法、相转化法及直接法等;讨论了该类电解质的主要问题,例如热力学稳定性和机械强度较差等,并提出了可能的解决措施,如共混、加入陶瓷粒子等。

偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物电解质研究

以偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物〔P(VdF-HFP)〕、LiClO4/碳酸二甲酯(DMC)/碳酸乙烯酯(EC)或LiPF6/EC/DMC/碳酸二乙酯(DEC)和纳米SiO2为原料,用自然挥发法和相转移法制成聚合物电解质膜。测试结果表明:对LiClO4/DMC/EC体系,c(LiClO4)=1mol/L,w(SiO2)=7%时,室温(21℃)电导率达最大值2 81mS/cm,72℃时达9 6mS/cm;对LiPF6/EC/DMC/DEC体系,c(LiPF6)=1mol/L,m〔P(VdF-HFP)〕∶m(SiO2)=3∶2时,室温电导率为3 68mS/cm,72℃时达13 8mS/cm。扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析(XRD)结果表明,电解质膜为非晶态的多孔结构,纳米SiO2粉末掺入可使微孔的数目明显增多,孔隙率增加,孔分布更均匀;傅里叶红外光谱(FTIR)结果显示,P(VdF-HFP)、增塑剂与LiClO4间存在相互作用。