摘要
传统的锂离子电池采用有机液体作为电解质，存在易燃、漏液、爆炸等诸多隐患，使用安全性更高的的聚合物固体解质能有效解决使用液态电解质带来的安全问题。聚合物电解质的优点包括较好的机械强度、电极之间拥有较高的界面稳定性等，但依然存在室温电导率较低，电化学窗口较窄等诸多问题。为了提升聚合物固态电解质的室温电导率，以使得锂电池在室温下能够良好运行。本文计划通过使用3D骨架增强、丁二腈作为增塑剂的方式，分别采用溶液浇筑和原位聚合两种工艺对聚氧化乙烯(PEO)基聚合物电解质体系进行了研究改性，并制备出两种新型高安全性、电化学性能稳定的聚合物固态电解质。具体研究结果如下: 1.将PEO、LiTFSI和丁二腈（Succinonitrile，简称SN）混合并加入无水乙腈搅拌，充分混合后浇筑在超薄的玻璃纤维表面并烘干，得到复合电解质。分别改变LiTFSI和SN的加入量，确定最佳的比例得到电导率最高的复合固态聚合物电解质。成功制备了一种兼具较高离子电导率和良好机械性能的新型复合固态聚合物电解质PEO-SN25-LiTFSI10-GF，其离子电导率达到了2.85×10-4Scm-1(25℃)，以及超过5.5V的电化学窗口（与Li/Li+相比）。此外，它表现出超过8MPa的拉伸强度。组装后的LFP/PEO-SN25-LiTFSI10-GF/Li电池表现出良好的循环性能，在0.2C循环100个周期后容量保持98.5％，同时得到了较好的倍率性能。而NCM811/PEO-SN25-LiTFSI10-GF/Li电池在室温下0.1C循环60个周期后，容量保持率为92.7％。 2.将聚乙二醇（二醇）二丙烯酸酯(PEGDA)、LiTFSI和SN混合后进行光固化聚合，成功制备出具有超高室温电导率的新型固体聚合物电解质。PEGDA-SN80-LiTFSI8电解质在25℃时其离子电导率达到了4.02×10-3Scm-1，以及高达5.0V的电化学窗口（与Li/Li+相比）。组装后的LFP/PEGDA-SN80-LiTFSI8/Li电池表现出良好的循环性能，在0.2C循环200个周期后容量保持89.5％，同时得到了较好的倍率性能。
NETL