DOI:10.1016/j.electacta.2020.137339
分別通過標準靜電紡絲和溶液澆鑄技術制備了無溶劑聚合物電解質。采用靜電紡絲法制備了一系列具有不同平均纖維直徑和不同表面密度的納米纖維電解質。此外，澆鑄了不同厚度的聚合物薄膜。結果表明，通過制備更細的纖維，結晶區和游離鋰離子的比例得以提高。具有較高厚度的溶液澆鑄電解質顯示出較低的自由離子和較少的非晶相。納米纖維墊的離子電導率在0.062至0.172 mS.cm-1之間。而溶液澆鑄膜的離子電導率較低，為0.006-0.008 mS.cm-1。隨著納米纖維墊和溶液澆鑄墊表面密度的增加，其體電阻增大。另外，所制備的無溶劑電解質符合阿累尼烏斯行為。具有最高離子電導率的納米纖維和溶液澆鑄電解質顯示出最高的介電參數值。與溶液澆鑄膜相比，優化的初紡膜具有更高的比容量和法拉第電流密度。結果表明電紡膜是鋰離子電池無溶劑電解質的理想選擇。
圖1.制備電紡和溶液澆鑄電解質的合成步驟示意圖。
圖2.用不同進料速度和注射器針規制備的電紡膜的FESEM圖像和纖維直徑分布直方圖。
圖3.電紡墊的平均孔徑、總孔隙率和平均纖維直徑。
圖4.不同厚度的溶液澆鑄聚合物薄膜的FESEM圖像。
圖5.（a和b）納米纖維和溶液澆鑄膜的傅里葉變換紅外光譜，（c）樣品NPE7中鍵合和游離的ClO4-陰離子，以及（d）所制備電解質的自由離子部分。
圖6.（a和b）電紡膜和溶液澆鑄電解質的X射線衍射圖，（c）樣品NPE7的非晶和結晶區，以及（d）所制備電解質的非晶相。
圖7.用不同進料速度、表面密度和針規制備的電紡電解質的奈奎斯特圖。
圖8.（a）溶液澆鑄聚合物薄膜的奈奎斯特圖以及（b）初始厚度和實際厚度。
圖9.（a）電紡和聚合物膜電解質的溫度依賴性電導率和（b）活化能。
圖10.納米纖維電解質和溶液澆鑄電解質的頻率依賴性介電常數和介電損耗。
圖11.（a）靜電紡絲和（b）溶液澆鑄膜的損耗正切與頻率的關系圖。
圖12.（a）電紡無溶劑電解質的σi與σr的關系圖以及（b）σr與頻率的關系圖。
圖13.（a）含NPE 7和FPE 2無溶劑電解質的LiFePO4|聚合物電解質|石墨電化學電池的CV圖和（b）比容量。
微信二維碼
