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含有氰基的凝胶聚合物电解质有哪些?

时间:2019-05-17 21:11来源:海猎人
2.含有氰基的凝胶聚合物电解质
氰乙基聚乙烯醇醚(PVA-CN)是一种含有氰基基团的聚合物,结构如图3.36 所示,是由丙烯腈在聚乙烯醇侧链发生取代制备而成的。PVA-CN具有较高的介 电常数(16),有利于锂盐的溶解和解离。青岛储能产业技术研究院将PVA-CN 作为聚合物基体制备了 PVA-CN/LiTFSI电解质膜,并将该电解质涂覆在玻璃纤维 无纺布膜上得到了“刚柔并济”的新型电解质膜(GFMPE)。研究人员发现,将 GFMPE浸泡在EC/DMC增塑剂中所得到的凝胶电解质具有比传统液态电解液还 高的离子电导率,由该凝胶电解质组装而成的LiFePO4/Li半电池可以在120℃下 正常充放电,大大提高了锂电池的安全性能[175]。康飞宇教授通过高温处理
PVA-CN和LiPF6电解液,原位引发聚合制备得到一种具有交联结构的PVA-CN 基凝胶聚合物电解质。该电解质具有高的Li+迁移数(>0.84)、与液态电解液相当的离子电导率、较高的容量保持率和较好的热稳定性[176]
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图3.36 GFMPE的制备过程和LR2032电池的组装[175]
 

 
氰基丙烯酸乙酯是一种有颜色的低黏度液体,也是502胶水的主要成分之一,遇水可以快速发生聚合生成聚-a-氰基丙烯酸乙酯(PECA),由于PECA中氰基基团和酯基官能团的存在,其具有耐高电压和宽电化学稳定窗口的特性。最近,青 岛储能产业技术研究院利用氰基丙烯酸酯作为聚合单体,首次在纤维素骨架上原 位聚合制备了 “刚柔并济”的凝胶电解质PECA。由图3.37可以看出,由该电解质制备的LiMn2O4/石墨全电池在55℃的高温下具有良好的界面性能,显著地提高了LiMn2O4石墨全电池在高温下的循环稳定性[177]。此外,该研究院还将PECA/ 聚四氟乙烯无纺布/LiBOB凝胶电解质应用于高电压LiNi0.5Mn1.5O4/Li电池中,并将该电解质与传统的液态电解液进行了比较。他们发现,由该电解质组装的 LiNi0.5Mn1.5O4/Li电池具有优异的循环性能和倍率性能[178,179]。该研究院还发现, PECA在充放电循环过程中会在电池正极表面产生一层钝化膜,这层钝化膜可以起到传输锂离子并抑制Mn3+溶出和传输的作用,从而使得电解质体系可以在高电压LiNi0.5Mn1.5O4/Li电池中保持稳定。



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