基于陶瓷/聚合物的准固态复合电解质的制备及电化学性能
Preparation and Electrochemical Performance of Ceramic/Polymer-Based Quasi-Solid Composite Electrolyte
作者单位E-mail
孙秋实 浙江大学材料科学与工程学院, 杭州 310027  
朱崇佳 浙江大学材料科学与工程学院, 杭州 310027  
谢健 浙江大学材料科学与工程学院, 杭州 310027  
曹高劭 浙江大学材料科学与工程学院, 杭州 310027  
赵新兵 浙江大学材料科学与工程学院, 杭州 310027 zhaoxb@zju.edu.cn 
郑东 浙江众泰汽车制造有限公司杭州分公司, 杭州 310018  
金源 浙江众泰汽车制造有限公司杭州分公司, 杭州 310018  
王康彦 浙江众泰汽车制造有限公司杭州分公司, 杭州 310018  
郭永斌 浙江众泰汽车制造有限公司杭州分公司, 杭州 310018  
屠芳芳 浙江南都电源动力股份有限公司, 杭州 311100  
摘要: 采用聚碳酸亚丙酯(PPC)、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)、磷酸钛铝锂(Li1.4Al0.4Ti1.6(PO43)和锂离子电池三元电解液(1 mol·L-1 LiPF6的碳酸乙烯酯(EC)-碳酸二甲酯(DMC)-碳酸甲乙酯(EMC)溶液,VECVDMCVEMC=1:1:1)制得准固态复合电解质,其中液态电解质含量为9%(w/w)。准固态复合电解质膜在25℃下电导率达1.3×10-4 S·cm-1。与LiFePO4组装成准固态锂电池,0.5C倍率下首次放电比容量达128.4 mAh·g-1,充放电50次后容量保持率为80%。与纯聚合物准固态电解质相比,添加Li1.4Al0.4Ti1.6(PO43可显著降低界面电阻。
关键词: 锂二次电池  固态电解质  磷酸钛铝锂  偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物  磷酸铁锂
基金项目: 国家自然科学基金(No.51572238)、浙江省自然科学基金(No.LY19E020013)和浙江大学-众泰汽车合作项目(No.P-ZH-2018-003)资助
Abstract: A quasi-solid composite electrolyte composed of polypropylene carbonate (PPC), vinylidenefluoride-hexafluoropropylene copolymer (P(VDF-HFP)), lithium bistrifluoroethanesulfonimide (LiTFSI), lithium titanium aluminum phosphate (Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3) and ternary liquid electrolyte (1 mol·L-1 LiPF6 in ethylene carbonate(EC)-dimethyl carbonate(DMC)-ethyl methyl carbonate(EMC), VEC:VDMC:VEMC=1:1:1) was prepared, where the liquid electrolyte accountedfor 9%(w/w) of the quasi-solid electrolyte. The electrolyte was flexible and free-standing with the thickness of 200~250 μm. The ionic conductivity at 25℃ was 1.3×10-4 S·cm-1. The LiFePO4/Li cell with the quasi-solid electrolyte delivered specific capacities of 149.5, 128.4 and 113.7 mAh·g-1 at 0.1C, 0.5C and 1C respectively, and obtaineda capacity retention rate of 80% after 50 cycles at 0.5C. Compared with bare polymer-based quasi-solid electrolyte, the quasi-solid electrolyte with Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3 obviously reduced interfacial resistance.
Keywords: lithium secondary batteries  solid electrolytes  Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3  P(VDF-HFP)  LiFePO4
投稿时间:2018-12-19 修订日期:2019-03-01
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孙秋实,朱崇佳,谢健,曹高劭,赵新兵,郑东,金源,王康彦,郭永斌,屠芳芳.基于陶瓷/聚合物的准固态复合电解质的制备及电化学性能[J].无机化学学报,2019,35(5):865-870.
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