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·1210·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 35 卷

            Two 型傅里叶变换红外光谱仪对制备的聚合物乳液                           2   结果与讨论
            进行红外光谱测试；用日本 Hitachi 公司生产的型号
            为 S-4800 的场发射扫描电子显微镜对聚合物膜进行                        2.1   红外光谱测试
            形貌表征；采用美国 TA 公司 Q20 和德国 NETZSCH                        聚合物乳液 PVA，PVA/PMA 和 P(MA-co-AN)/
            公司 NETZSCH TG 209  F1 分别对聚合物膜进行示                   PVA 的 FTIR 曲线如图 1 所示。
            差扫描量热（DSC）和热失重（TG）测试。其中，
            DSC 测试温度80~160 ℃，升温速率 10  ℃/min；
            TG 升温速率 10  ℃/min，N 2 流速 30 mL/min；利用
            济南兰光智能电子拉力试验机测试聚合物膜的抗拉
            强度、断裂伸长率和柔韧性；采用英国 Solartron 公
            司 Solartron 1260+1287 型电化学阻抗仪测试聚合物
            电解质膜的本体电阻和电化学阻抗谱随存放时间的
            变化。以不锈钢片分别为正、负极，组装 CR2032
                                                    6
            扣式电池，振幅 10 mV，频率范围 1~1×10  HZ，

            膜厚度采用济南兰光 Labthink CHY-C2 测厚仪测定。                           图 1   不同聚合物乳液的 FTIR 曲线
            通过公式（1）计算柔性聚合物膜的离子电导率（σ）。                          Fig. 1    FTIR spectra of PVA, PVA/PMA and P(MA-co-AN)/
                                     L                               PVA
                                                    （1）
                                     b
                                    RA                             从图 1 可以看出，PVA 中 O—H 在 3350 和
            式中：L 为聚合物电解质膜的厚度，cm；A 为测试                          1650 cm 处有较大的弥散型伸缩振动峰，这主要归
                                                                      1
                              2
            电极的有效面积，cm ；R b 为测得电解质膜的体电阻，
                                                               因于 PVA 分子间或分子内氢键的缔合作用。2930
            Ω。                                                 cm 处为 C—H 的伸缩振动吸收峰。PVA/PMA 聚合
                                                                 1
                 电化学阻抗谱随存放时间 R b （电解液的本体电                      物中无 MA 的 C==C 的特征吸收峰，酯基的 C==O
            阻）、R f （钝化膜的电阻）、R ct （聚合物电解质膜的
                                                               伸缩振动和 PVA 中的 C—H 伸缩振动吸收峰分别在
            电荷转移电阻）的计算是依据聚合物电解质膜等效
                                                                             1
                                                               1735 和 2930 cm 处。聚合物 P(MA-co-AN)/PVA 相
            电路图，利用 Solartron 1260+1287 电化学阻抗仪中
                                                               对于纯的 PVA，O—H 吸收峰变得相对尖锐，这表
            Zplot  软件进行拟合得到的。
                                                               明乳液聚合生成的胶体粒子降低了 PVA 分子间或分
            1.4    电极的制备及电化学性能测试
                                                               子内的氢键缔合作用；C==C 在聚合物膜中并未体
                 将活性物质 LiCoO 2 、导电剂 Sup-P、粘合剂                                         1
                                                               现，而在 1735 和 2230 cm 处的强吸收峰分别对应
            LA132 按质量比 96.0∶2.2∶1.8 混合，以去离子水
                                                               于酯羰基的振动吸收峰和—C≡N 的特征吸收峰，说
            为分散剂，球磨混合均匀，涂布于集流体铝箔上，
                                                               明 MA 和 AN 的反应产物是通过双键断裂形成的共
            90 ℃真空干燥 12 h 后得到正极片，并裁剪成直径为                           [14]
                                                               聚物    。
            14 mm 的圆片，备用。天然石墨、导电剂 Sup-P 和
                                                               2.2  SEM 测试
            粘合剂 LA132 以质量比为 96∶1∶3 混合，以去离
                                                                   商品化聚烯烃 PP 膜和柔性聚合物电解质膜 S 2
            子水为分散剂，球磨混合均匀，涂布于集流体铝箔
                                                               的扫描电镜见图 2。
            上，90 ℃真空干燥 8 h 后得到正极片，并裁剪成直
            径为 14 mm 的圆片，备用。LiCoO 2 极片、天然石墨
            极片分别与金属锂片、S 2 聚合物膜、1 mol/L 的
            LiPF 6 /EC/DEC/DMC 电解液，在氩气气氛手套箱中
            装配成 CR2032 扣式电池 LiCoO 2 / GPE/Li 和天然石
            墨/GPE/Li。用瑞士万通 Autolab 电化学工作站分别
            测试其循环伏安曲线。其中，LiCoO 2 /GPE/Li 半电
            池的测试电压 2.8~4.2 V，扫描速率 0.1 mV/s，天然                  图 2   商品化聚烯烃 PP 膜（a）和 S 2 膜（b）的扫描电镜图
                                                               Fig. 2    SEM images of commercialized  PP separator (a)
            石墨/GPE/Li 半电池电压测试范围 0~2.0 V，扫描速
                                                                     and flexible polymer membrane (b)
            率 0.1 mV/s；充放电数据采用 NewareBTS-5 V/5 mA
            高精确电池测试系统对实验电池进行充放电循环测                                 从图 2 可以看出，柔性聚合物膜与商品化的聚
            试，LiCoO 2 /GPE/Li 和天然石墨/GPE/Li 充放电电压               烯烃 PP 膜呈现完全不同的形貌特征，聚烯烃隔膜表
            分别为 3.0~4.2 V 和 0~1.5 V，测试温度 25 ℃。                 面均匀分布一些长条状的微孔（图 2a），而柔性聚
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