论文部分内容阅读
当前商用的锂离子电池大多采用的是液态有机电解质。但是液态电解质由于易挥发、易泄露、易燃烧、易爆炸,在使用中存在着巨大的安全隐患。针对液态电解质安全性能差的问题,本文制备了以聚氧化乙烯（PEO）为基体,高氯酸锂（LiClO4）为锂盐的固态聚合物电解质;并通过无机填料掺杂、原位交联网络结构的构建对固态聚合物电解质进行改性,研究复合固态聚合物电解质的理化性能及电池性能。本文的主要工作如下:1、采用热聚合法制备具有良好的热稳定性和大比表面积的g-C3N4材料。将合成的g-C3N4与PEO、LiClO4复合制备固态聚合物电解质。当PEO中醚氧单元（EO）与锂盐中Li+摩尔比为10:1,g-C3N4的质量是PEO质量的10%,且对复合固态聚合物电解质高温退火-萃冷处理时,复合固态聚合物电解质性能最佳。室温离子电导率达到2.5×10-5S·cm-1,热分解温度为346oC,拉伸应力为0.37Mpa,电化学窗口为5.0V,锂离子迁移数为0.32。将复合固态聚合物电解质组装成LiFePO4/Li全固态电池,在80oC,1C条件下,初始放电比容量为161mAh/g,循环200圈后有81%的容量保持率。并且在2C以下倍率电池的平均放电比容量可以达到160mAh/g,5C倍率下,电池的放电比容量为60mAh/g。2、采用溶剂热法制备具有良好的热稳定性和大比表面积的UiO-66材料。将合成的UiO-66活化处理后与PEO、LiClO4复合制备固态聚合物电解质。当PEO中醚氧单元（EO）与锂盐中Li+摩尔比为10:1,UiO-66的质量是PEO质量的15%时,复合固态聚合物电解质性能最佳。室温离子电导率达到4.8×10-5S·cm-1,热分解温度为350oC,拉伸应力为0.41Mpa,电化学窗口为5.1V,锂离子迁移数0.39。将复合固态聚合物电解质组装成LiFePO4/Li全固态电池,在80oC,1C条件下,初始放电比容量为160 mAh/g,循环200圈后有83%的容量保持率。并且在2C以下倍率电池的平均放电比容量可以达到160mAh/g,5C倍率下,电池的放电比容量为75mAh/g。3、先采用酸碱中和法制备AALi,再将AALi与PEO、LiClO4一步法原位聚合制备具有交联结构的固态聚合物电解质,当PEO中醚氧单元（EO）与锂盐中Li+摩尔比为5:1,PEO与PAALi质量比7:3时,原位复合固态聚合物电解质性能最佳。室温离子电导率为1.2×10-4S·cm-1,热分解温度为357oC,拉伸应力为0.49Mpa,电化学宽口为4.9V,锂离子迁移数为0.43。将原位复合固态聚合物电解质组装成LiFePO4/Li全固态电池,在80oC,1C条件下,初始放电比容量为148mAh/g,循环200圈后有76%的容量保持率。并且在2C以下倍率电池的平均放电比容量可以达到150mAh/g,5C倍率下,电池的放电比容量为80mAh/g。