聚合物鋰離子電池不僅具有鋰離子電池的各種優(yōu)點,同時還具有安全性能高,形狀可控,質量輕等獨特的優(yōu)點。凝膠聚合物電解質作為聚合物鋰離子電池的重要組成部分,吸引了很多研究者的目光,以期制備出綜合性能優(yōu)異的聚合物電解質。本文以PVDF-HFP作為聚合物電解質的基體,利用旋涂法制備電解質。通過在體系中加入離子液體、無機填料等,研究離子液體增塑劑的含量以及無機填料的用量對電解質結構和性能的影響,以期制備出高性能的聚合物電解質。論文的研究內容主要分為以下兩個部分:(一)基于PVDF-HFP、EMIM TFSI(IL)和LiTFSI的凝膠聚合物電解質的制備及性能研究。以PVDF-HFP、IL和LiTFSI制備出凝膠聚合物電解質。系統(tǒng)研究了IL和PVDF-HFP的比例對電解質的結構和性能的影響。研究表明隨著IL含量的增加,體系結晶度大幅度下降,熱分解溫度升高。此外,電化學測試表明,IL的加入能顯著提高GPEs的離子電導率和鋰離子遷移數(shù),特別是,3P/5E/2L電解質在30℃下的電導率為2.0×10~(-3)S cm~(-1),鋰離子轉移數(shù)為0.53,電化學窗口為5 V。基于其的LiFePO_4/GPE/Li電池具有99%以上的庫倫效率,在0.1C下循環(huán)50次后,容量保持率約為86%。同時電解質表現(xiàn)出優(yōu)異的倍率性能。(二)基于PVDF-HFP、EMIM TFSI(IL)、LiTFSI和rGO-NH_2的凝膠聚合物電解質的制備及性能研究。以PVDF-HFP、IL、LiTFSI和rGO-NH_2制備凝膠聚合物電解質,并通過XRD、TGA和電化學工作站等測試方法進行測試分析,研究rGO-NH_2的用量對電解質性能的影響。結果表明,rGO-NH_2的加入降低了電解質的結晶度,提高了熱分解溫度。同時IL和rGO-NH_2的加入提高了GPEs的離子電導率,樣品3P/5E/2LG-10在30℃時的離子電導率為2.1×10~(-3)S cm-1,電化學穩(wěn)定窗口為4.9V,鋰離子遷移數(shù)為0.56,電池測試結果表明,以該電解質組裝的電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能和倍率性能。
【學位單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM912
【部分圖文】：

第一章 緒論解質概述鋰離子電池工作原理and 在 1978 年首次將 PEO/Li+固體聚合物電解質應于其優(yōu)越的性能如形狀多樣性、安全性、靈活性、-18]。雖然固態(tài)聚合物電解(SPEs)的安全性能和可靠子電導率較低、電池性能差，基于 SPEs 的鋰離子一步研究[19]。為了滿足電解質的使用性能，使其能中加入低分子量的增塑劑（離子液體增塑劑，有機電解質。凝膠聚合物電解質體系中，電解質的使用體的結晶度得到了抑制，非晶部分增加，可以顯著率[20]。

圖 1.4 石墨烯及氧化石墨烯的結構示意圖Fig 1.4 The structural diagrams of graphene and graphene oxide1.6 本文的研究內容與目標1.6.1 本文研究內容現(xiàn)在，鋰離子電池以優(yōu)異的性能，受到越來越廣泛的研究和商業(yè)應用。電質在鋰離子電池的發(fā)揮著重要的作用，吸引了很多研究者的目光。聚合物電解因其安全性能高，形狀靈活，質量輕等優(yōu)異的性能而備受關注。此外，相對于統(tǒng)的液態(tài)電解液，聚合物電解質具有較高的安全性，形狀可控，抑制樹枝狀枝的生長等優(yōu)點，因此聚合物電解質受到了越來越多的關注。本文將離子液體或GO 加入到聚合物基體中制備出電解質，探索離子液體或者 GO 對 PVDF-HFP 結性能，熱穩(wěn)定性及電池性能響，通過 X 射線衍射光譜(XRD)，熱重分析儀(TGA表征離子液體、GO 以對 PVDF-HFP 結晶和熱穩(wěn)定性的影響，通過電化學工作站究對離子電導率、鋰離子遷移數(shù)和氧化還原能力的影響，明確離子液體、GO 的量對電解質的作用。綜上所述，本研究內容可以總結為以下兩個方面：

第二章 離子液體含量對 PVDF-HFP 凝膠聚合物電解質性能影響示，當在聚合物 PVDF-HFP 中加入 IL 時，除了在 2 =20.1 和他的衍射峰均消失。此外，隨著 IL 含量的增加，2 =20.1 和，甚至消失。這是因為 IL 的加入起到了增塑劑作用，打亂了，使無定形區(qū)增加[70]。凝膠聚合物電解質中的非晶區(qū)域有利于的加入也能促進聚合物的鏈段運動，從而提高凝膠聚合物電解

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本文編號：2816877