锂离子电解液/环氧乙烯基酯树脂固态电解质的 制备与性能

2021-03-24 23:39:00
何妍
原创
698
摘要:将具备优良化学稳定性及高电导率的双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)溶于1一乙基一3一甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(EMIM—TFSI)离子液体中制成LiTFSI—EMIM—TFSI电解液,加入环氧乙烯基酯树脂(VER)中对其进行改性。结果表明,添加了上述电解液后的锂离子电解液/环氧乙烯基酯树脂(LiTFSI—EMIM—TFSI/VER)体系可通过FTIR检测到离子液体的特征吸收峰。随着电解液含量的增加,LiTFSI—EMIM—TFSI/VER体系的孑L隙率逐渐增大,沟壑与片层结构逐渐增多。这一变化有利于锂离子的传导,提高体系的电学性能,同时可在一定程度上改善树脂的塑性和韧性,提高LiTFSI—EMIM—TFSI/VER体系的力学性能。在本实验中,当电解液含量为0wt%时,LiTFSI—EMIM—TFSI/VER体系多功能性得以最好地实现。
以环氧乙烯基酯树脂(VER)为基体,通过添加锂离子电解液以及纳米siO。、微米CaCO。和蒙脱土等填料,对树脂基体进行改性,得出以下结论:(1)锂离子电解液/环氧乙烯基酯树脂(LiTFSI—EMIM—TFSI/VER)体系添加了三氟甲烷磺酰亚胺锂一卜乙基一3一甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐(EMIM—TFSI)电解液后,可从FTIR光谱中检测到离子液体的特征吸收峰。随着电解液含量的增加,VER基体密度降低,其吸收峰强度逐渐减弱。 (2)EMIM—TFSI电解液含量的增加,使LiTFSI—EMIM—TFSI/VER体系结构发生改变,孔隙率的增大使体系共连续相增多,从而更利于锂离子的传导;逐渐增多的沟壑与片层结构有利于体系吸收冲击能,可在一定程度上改善体系的力学性能。电解液含量为40wt%时,树脂断口呈现出三维结构。(3)当LiTFSI—EMIM—TFSI/VER体系不含电解液时,不具备电学性能。随着上述电解液含量的增加,离子电导率逐渐提升。当电解液的质量分数为50%时,离子电导率达到几组样品中的最大值,为1.45×10~mS/cm。(4)随着上述电解液含量的增加,LiTFSIEMIM—TFSI/VER体系的拉伸强度和弹性模量逐渐降低,同时塑性和韧性有所提升。(5)在本实验中,当离子液体EMIM—TFSI质量占体系的40%时,LiTFSI—EMIM—TFSI/VER体系可以最好地实现多功能性。 
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