二氧化硅气凝胶改性的TPU基新型固态聚合物电解质的制备及其性能研究

发布时间：2024-03-14 02:42

　　采用溶液浇铸法制备不同比例的热塑性聚氨酯/二氧化硅气凝胶(TPU/SA)的固态聚合物电解质(SPE)。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和X-射线衍射(XRD)对含热塑性聚氨酯/二氧化硅气凝胶的固态聚合物电解质(TPU/SA-SPE)进行结构分析和形貌观察,用电子拉力机进行力学性能测试,热重(TG)和差示扫描量热仪(DSC)进行热力学分析,电化学阻抗谱(EIS)进行电化学性能测试。结果表明,含8%SA的TPU/SA-SPE综合性能最好,电导率在100℃时能达到7.6×10^-5 S/cm;将8%SA的TPU/SA-SPE装配成全固态锂离子电池,对其电池性能进行测试。结果表明,在0.2 C时电池比容量达到了161 mAh/g,并且在不同库伦倍率下也表现出稳定的循环性能,能够满足正常使用。

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【部分图文】：

图7固态聚合物电解质的离子电导率与温度的关系图

图7为TPU/SA固态聚合物电解质离子电导率与温度的关系图,从图中可以看出,所有比例的TPU/SA固态聚合物电解质,以lgσ-1000/T作图均为一条直线,说明TPU/SA固态聚合物电解质的离子电导率与温度的关系符合Arrhenius方程。随着SA含量的增加,离子电导率逐渐提高....

图1固态聚合物电解质的SEM图

从图1可以看出,掺杂SA的固态聚合物电解质和未掺杂SA的固态聚合物电解质表面有很明显的区别,图1a可以清晰的看出聚合物电解质表面光滑,质地均匀,说明TPU与LiTFSI锂盐能够很好地互溶,可以得知TPU的—NH—、—CO—都能与LiTFSI的Li+进行络合,LiTFSI的—SO2....

图2固态聚合物电解质的红外光谱图

图2为TPU/SA固态聚合物电解质的傅里叶红外光谱图,可以发现在3320cm-1左右有TPU的—NH振动收缩峰,此处为聚氨酯的特殊结构,在2700～3000cm-1处有一个双峰,该峰为TPU结构的—CH伸缩振动峰,SA0的固态聚合物电解质处的—CH伸缩振动峰最为明显,其....

图3固态聚合物电解质的XRD图

图2固态聚合物电解质的红外光谱图从图3为TPU/SA固态聚合物电解质的XRD谱图,2θ=20°和2θ=22°为TPU材料的特征峰,随着二氧化硅气凝胶的增多,两处的特征峰呈现先下降后上升的趋势,当特征峰的在SA的质量分数为8%的特征峰最宽窄,SA的质量分数为10%时,其特征峰较8....

本文编号：3927940