改善电池固态聚合物电解质性能的研究
2017-12-04
改善电池固态聚合物电解质性能的研究
对基于塑化聚乙二醇-甲基丙烯酸酯的固态聚合物电解质的性能进行了研究,旨在推动利用碳纤维作为电极的结构电池开发。研究了交联密度、锂盐浓度和增塑剂量对于改善固态电解质的影响,其中添加增塑剂会提高固态电解质的整体性能。与没有添加增塑剂相比,该电解质可以获得更高的离子电导率和力学性能。该电解质在工作环境温度下,其离子电导率可以达到3.3×10-5S/cm,相应的储能模量可以达到20MPa。
研究了几种不同交联密度的增塑PEG-甲基丙烯酸酯聚合物对电解质性能的影响。可根据具体需要通过改变交联密度和增塑剂的量,调整该电解质的力学性能和离子传导性能。而与没有增塑剂的电解质进行比较,当相应的储能模量具有相同的数量级时,其需要达到了10倍以上的离子电导率。对于储能模量较低的样品(〈40MPa),增加增塑剂使电解质电导率的增加更为显着,对储能模量较高的样品(〉200MPa)也有影响。
此外,增塑剂中的锂盐浓度对固态聚合物电解质的性能也有影响。随着锂盐含量的增加,该电解质内的离子相互作用也随之增加,但是当材料经受恒定的应变振幅时,也会导致机械损失增多。增塑剂的组成对其性能也有一定的影响。用3种不同的增塑剂研究增塑剂组成电解质的影响。含有EC(碳酸乙烯酯)的样品比仅含有DMMP(甲基磷酸二甲酯)或NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶剂的样品更耐热。当EC添加到增塑剂中时,使得聚合物增塑剂的相互作用增加,从而降低了聚合物链的迁移率。此外,电解质离子电导率的增加不仅与聚合物中链的移动性有关,而且与聚合物和增塑剂中锂盐的相互作用有关。
刊名:Journal of Applied Polymer Science(英)
刊期:2017年第134期
作者:Ihrner Niklas et al
编译:陈少帅