全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備及其在鋰硫電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、鋰硫電池由于具有極高的理論比容量和比能量，被認(rèn)為是最有希望替代化石燃料的能源裝置。然而傳統(tǒng)鋰硫電池由于含有液體電解質(zhì)，充放電過(guò)程中產(chǎn)生的多硫化物溶解的問(wèn)題遲遲未能解決。本文探索和研究了一種新型的全固態(tài)電池，不含任何液體電解質(zhì)，希望能夠?yàn)閺氐捉鉀Q這一問(wèn)題提出一種新方案。
　　本文采用全固態(tài)PEO基聚合物電解質(zhì)作為新型鋰硫電池的電解質(zhì)，為解決其室溫電導(dǎo)率較低的問(wèn)題，添加納米BaTiO3顆粒、室溫離子液體（IL）、EC及PC，綜合各種添

2、加物各自的優(yōu)勢(shì)，制備出能夠成功應(yīng)用在全固態(tài)鋰硫電池中的聚合物電解質(zhì)。研究了納米BaTiO3的添加量，IL的添加量及IL-EC-PC復(fù)配增塑劑的添加量及組合對(duì)聚合物電解質(zhì)的電化學(xué)性能的影響。同時(shí)結(jié)合無(wú)機(jī)電解質(zhì)LATP的優(yōu)勢(shì)，研究了SPE/LATP復(fù)合電解質(zhì)的電化學(xué)性能。研究表明，納米BaTiO3顆粒在一定范圍內(nèi)能夠提高聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率，隨著加入量的增加，電導(dǎo)率呈拋物線狀，當(dāng)添加量為10wt％時(shí)，電導(dǎo)率最高。IL也能很大程度上改善電導(dǎo)率

3、性能，并且能提高電化學(xué)窗口。在加入多種添加物綜合了各自的優(yōu)勢(shì)后，組分為PEO18LiTFSI-10%BaTiO3-20%IL-5%EC-5%PC的聚合物電解質(zhì)室溫電導(dǎo)率高達(dá)7.78×10-4S/cm，電化學(xué)窗口達(dá)到3V（vs.Li/Li+），且具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。
　　將該聚合物電解質(zhì)與還原碳-硫復(fù)合正極材料組裝成電池，電化學(xué)測(cè)試表明首次放電比容量達(dá)350mAh/g，20次循環(huán)后還能保持170mAh/g。將SPE與LATP復(fù)合，組