磷酸化纖維素納米纖維（CNF-P）是制備復合固體聚合物電解質（SPE）的新型有機填料。評估了磷酸化程度，并對CNF-P進行了表征。結果表明，磷摻雜提高了纖維素納米纖維的阻燃性能。使用CNF-P、聚環氧乙烷（作為基質）和雙三氟甲磺酰亞胺鋰（LiTFSI）制備固體聚合物電解質，其中[EO]/[Li+]摩爾比約為20。加入的CNF-P顯著改善了所得SPE的機械性能，尤其是其拉伸強度達到45MPa。所得復合聚合物電解質在70℃下的實際電導率值超過10-4S/cm，并提供了高于5V（vs.Li/Li+）的寬電化學穩定性窗口。在使用Li金屬負極和LiFePO4/C正極的全固態半電池配置中評估了這些復合SPEs的循環性能，證實了此類填料在固體聚合物電解質中的可行性。
圖1.a）CNF磷酸化反應方案。b,c）PEO-CNF-P薄膜的照片。d）用于機械拉伸試驗的矩形薄膜的照片。e）PEO、CNF-P和具有不同含量CNF-P的PEO/CNF-P薄膜的FTIR光譜，f）FTIR光譜中CH2搖擺區域的放大。
圖2.a）PEO、CNF-P和不同CNF-P含量下PEO-CNF-P樣品的DSC、b）TGA和c）dTG/dT曲線。
圖3.a）PEO、CNF-P以及含10%和20%CNF-P的PEO/CNF-P和PEO-LiTFSI/CNF-P的TGA曲線。b）PEO以及含10%和20%CNF-P的PEO/CNF-P和PEO-LiTFSI/CNF-P的DSC曲線。
圖4.a）含10%和20%CNF-P基填料的PEO基SPEs（[EO]/[Li]～20）的溫度依賴性離子電導率圖。b）使用Li/SS配置的PEO-LiTFSI/CNF-P（10%和20%CNF-P）在10mV/s的掃描速率和70℃下的循環伏安曲線。c）使用Li/SS配置的PEO-LiTFSI/CNF-P（10%和20%CNF-P）在0.5mV/s的掃描速率和70℃下的線性掃描伏安曲線。
圖5.臨界電壓為2.5-3.8V的Li/PEO-LiTFSI/CNF-P（20%）/LiFePO4電池在C/20和70℃下的充放電電壓。
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