磺酰亚胺锂型固态聚合物电解质的合成及其电化学性能

作     者：梁金兰 吴道欢 邹海凤 陈卓 庄金亮 程琥 

作者机构：贵州师范大学化学与材料科学学院贵州省功能材料化学重点实验室 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(22062004) 

主　　题：锂离子电池 聚合物电解质 锂盐 聚氧化乙烯 

摘      要：分别以4-氟苯磺酰氯和4-氰基苯磺酰氯为原料，通过磺酰化和离子交换分别合成了氟代和氰基取代的磺酰亚胺锂（LiFBTFSI和LiCBTFSI），进一步通过溶液浇铸法制备了两种PEO基聚合物电解质(PEO20-LiFBTFSI和PEO20-LiCBTFSI)，并对其微观形貌、热稳定性及电化学性能进行了表征。结果表明，在60℃、EO/Li+=20时，两种电解质隔膜的离子电导率均达到10-4S/cm，电化学稳定窗口均大于5V，与磷酸铁锂组装的电池均具有较高的首次放电比容量(0.1C，～150 mAh g-1)。相比于氟代PEO20-LiFBTFSI电解质隔膜，含氰基的PEO20-LiCBTFSI电解质隔膜具有更优异的电化学稳定性和界面相容性，循环50次后，电池的放电比容量为137.4mAh g-1，容量保持率为93.0%。此外，含氰基的PEO20-LiCBTFSI电解质隔膜与锂金属具有良好的电化学稳定性，组装的锂对称电池在0.1 mA/cm2电流密度下稳定运行500h而不发生短路。