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硅烷改性交联聚醚凝胶电解质的制备及性能研究*

2021-10-13冯昌浩高允琪王成良王庆富

功能材料 2021年9期
关键词:改性体系

冯昌浩,高允琪,张 旭,王成良,王庆富

(青岛科技大学 高分子科学与工程学院 ,山东 青岛 266042)

0 引 言

锂离子电池(LIB)因其具有工作电压高、能量密度大、出色的循环性能以及无环境污染等优点,而广泛应用于便携式电子设备、储能设备及新能源汽车等领域[1-3]。电解质体系作为锂离子电池的重要组成部分,对保障电池安全、防止电池短路以及承担锂离子在正负材料之间的有效输送具有举足轻重的地位。近年来聚合物电解质很大程度上解决了传统液体电解质存在的潜在安全问题,如易燃易爆、易泄露等,因此受到广泛的关注[4-5]。

聚醚型聚合物聚氧化乙烯(PEO)是锂电池领域中研究最为广泛的聚合物电解质之一,但PEO在室温下结晶问题使其电导率仅为10-6~10-7S/cm[6-7],限制了其进一步应用。聚硅氧烷类聚合物因其具有极低的玻璃化转变温度、易化学改性和环境友好等优势[8-9],可以用来改性PEO以解决其室温结晶性问题,常用方法有共聚,接枝,交联等[10-13]。其中,通过交联的方法制备硅烷改性的聚醚聚合物电解质,被认为是降低结晶、提高机械强度及抑制锂枝晶防止电池短路的一种简单有效的方法[14-15]。

因此,本文创新性的用柔顺性较好的硅氧烷封端改性聚氧化乙烯,在此基础上,通过硅氧键交联的方法制备了端基交联的聚合物自支撑膜,为了进一步提高体系电导率及与电极材料的相容性,加入商用LiPF6电解液制备了硅烷改性交联聚醚凝胶聚合物电解质,并研究了其电化学性能及半电池性能。……

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