PEO/PVDF-LiTFSI-LLZO复合固体电解质的制备与电化学性能分析

2021-04-11 23:10:00
何妍
原创
1266
摘要:采用浇注法可以成功制备PEO/PVDF-双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)固体电解质。当LiTFSI与PEO/PVDF的重量比为1:5,所制备出来的固态聚合物电解质具有最大离子电导率,30℃下为2.98×10-5 S cm-1,60℃下为5.56×10-4 S cm-1。
为了满足全固态锂电池具有良好性能,固态电解质需要高离子电导率,良好的热稳定性以及良好的机械性能。 研究围绕Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZO)与聚环氧乙烷/聚偏氟乙烯(PEO/PVDF)基聚合物电解质复合进行,期望得到各方面性能良好的电解质,进而用于实际电池中。 采用溶胶-凝胶法成功制备了Ga掺杂的Li 6.5 La 3 Zr 1.5 Bi 0.5 O 12 陶瓷(Li 6.5-3x Ga La 3 Zr 1.5 Bi 0.5 O 12 ,0≤x≤0.3)。当x=0.1时,相对密度为93.5%,离子电导率为1.7×10 -4 S cm -1 采用浇注法可以成功制备PEO/PVDF-双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)固体电解质。当LiTFSI与PEO/PVDF的重量比为1:5,所制备出来的固态聚合物电解质具有最大离子电导率,30℃下为2.98×10 -5  S cm -1 ,60℃下为5.56×10 -4  S cm -1 通过浇注法可以成功合成PEO/PVDF-LiTFSI-LLZO电解质。含有10wt%LLZO的PEO/PVDF-LiTFSI-LLZO复合电解质离子电导率性能最佳(30℃下为4.2×10 -5  S cm -1 ,60℃下为7.02×10 -4  S cm -1 )。在60℃下,全固态LiFePO 4 |PEO/PVDF-LiTFSI-10wt%LLZO|Li电池具有良好的循环稳定性能,100次循环后有96.5%的容量保持率,库伦效率接近100%。在60℃下,Li|PEO/PVDF-LiTFSI-10wt%LLZO|Li电池可以稳定地循环300 h以上(测试电流密度:0.2 mA cm -2 )。 
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