鋰離子電解液／環氧乙烯基酯樹脂固態電解質的製備與性能

2021-03-24 23:39:00

何妍

原創

785

摘要：將具備優良化學穩定性及高電導率的雙三氟甲烷磺醯亞胺鋰(LiTFSI)溶於1一乙基一3一甲基咪唑雙三氟甲磺醯亞胺鹽(EMIM—TFSI)離子液體中製成LiTFSI—EMIM—TFSI電解液，加入環氧乙烯基酯樹脂(VER)中對其進行改性。結果錶明，添加瞭上述電解液後的鋰離子電解液／環氧乙烯基酯樹脂(LiTFSI—EMIM—TFSI／VER)體繫可通過FTIR檢測到離子液體的特徵吸收峰。隨著電解液含量的增加，LiTFSI—EMIM—TFSI／VER體繫的孑L隙率逐漸增大，溝壑與片層結構逐漸增多。這一變化有利於鋰離子的傳導，提高體繫的電學性能，衕時可在一定程度上改善樹脂的塑性和韌性，提高LiTFSI—EMIM—TFSI／VER體繫的力學性能。在本實驗中，當電解液含量爲0wt％時，LiTFSI—EMIM—TFSI／VER體繫多功能性得以最好地實現。

以環氧乙烯基酯樹脂(VER)爲基體，通過添加鋰離子電解液以及納米siO。、微米CaCO。和矇脫土等填料，對樹脂基體進行改性，得齣以下結論： (1)鋰離子電解液／環氧乙烯基酯樹脂(LiTFSI—EMIM—TFSI／VER)體繫添加瞭三氟甲烷磺醯亞胺鋰一蔔乙基一3一甲基咪唑雙三氟甲磺醯亞胺鹽 (EMIM—TFSI)電解液後，可從FTIR光譜中檢測到離子液體的特徵吸收峰。隨著電解液含量的增加，VER基體密度降低，其吸收峰強度逐漸減弱。 (2)EMIM—TFSI電解液含量的增加，使 LiTFSI—EMIM—TFSI／VER體繫結構髮生改變，孔隙率的增大使體繫共連續相增多，從而更利於鋰離子的傳導；逐漸增多的溝壑與片層結構有利於體繫吸收衝擊能，可在一定程度上改善體繫的力學性能。電解液含量爲40wt％時，樹脂斷口呈現齣三維結構。 (3)當LiTFSI—EMIM—TFSI／VER體繫不含電解液時，不具備電學性能。隨著上述電解液含量的增加，離子電導率逐漸提陞。當電解液的質量分數爲50％時，離子電導率達到幾組樣品中的最大值，爲1．45×10～mS／cm。 (4)隨著上述電解液含量的增加，LiTFSIEMIM—TFSI／VER體繫的拉伸強度和彈性模量逐漸降低，衕時塑性和韌性有所提陞。 (5)在本實驗中，當離子液體EMIM—TFSI質量佔體繫的40％時，LiTFSI—EMIM—TFSI／VER體繫可以最好地實現多功能性。

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