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·1214· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷
2.7.2 LiCoO 2 /GPE/Li 和天然石墨/GPE/Li 半电池的 由图 9a 可知，LiCoO 2 的放电平台在 3.9 V 左右，
循环性能测定 充放电曲线并无异常，0.1 C 首次放电比容量为
LiCoO 2 /GPE/Li 和天然石墨/ GPE/Li 的充放电 142 mA·h/g，表明 LiCoO 2 正极材料在聚合物电解
曲线见图 9a、b；LiCoO 2 /GPE/Li 的循环曲线和库伦 质膜中能够充分发挥其电化学性能。电池经过 50 次
效率见图 9c； LiCoO 2 /GPE/Li 的倍率性能见图 9d。 循环后，其容量还能保持在初始容量的 94.8%，表
明聚合物电解质膜 S 2 制备的电池具有良好的循环性
能。图 9b 的充放电曲线未见异常说明没有副反应发
生。天然石墨的首次放电比容量达到 了
307 mA·h/g，随着循环次数增加，放电比容量有上
升趋势，其原因可能是：天然石墨是非极性材料，
与强极性的电解液浸润性不好，导致其容量并未充
分发挥。天然石墨在插锂和脱锂过程中体积会发生
变化，在体积膨胀与收缩过程中电解液对天然石墨
浸润性有所改善，其放电比容量会有所提高。在第
30 次循环时，其放电比容量达到了 325 mA·h/g，
并且在 50 次循环后，其容量仍为 323 mA·h/g，这
表明天然石墨在聚合物电解质膜中能够充分发挥其
电化学性能，并且具有良好的循环性能。由图 9c 可
知，在 0.2C/0.2C 倍率下，循环 100 次后其容量为
136.01 mA·h/g，容量保持率为 97.02%，库伦效率
在 99.8%以上。表明 S 2 的循环性和库伦效率较好，
这主要是因为 S 2 电解质膜中含有与电解液亲和性较
好的强极性组分（AN），其对电解液的保液能力较
强。由图 9d 可知，在 0.1 C 时，放电比容量为
143.4 mA·h/g；当电流增大到 0.5 C 时，放电比容
量为 137.2 mA·h/g，即使在 1.0 C 倍率下电池放电
比容量仍达 134.3 mA·h/g。随着放电倍率的增大，
其放电比容量均有所下降。这主要是因为在较高倍
率下充放电，通过电池隔膜的电流密度随之提高，
造成电池内部离子浓差极化增大，欧姆降提高，影
响其容量的发挥。在 1.0 C 倍率下，采用 S 2 膜制备
的锂离子电池容量保持率为 93.6%（以 0.1 C 放电比
容量为基准），说明聚合物电解质膜具有较好的倍率
特性。
3 结论
（1）制备的聚合物膜具有较好的力学性能和电
化学性能，实现了力学性能和电化学性能的统一，
聚合物膜 S 2 的抗拉强度达到 14.3 MPa，同时具有较
好的柔韧性；25 ℃时离子电导率为 0.95 mS/cm；
图 9 LiCoO 2 /GPE/Li（a）和天然石墨/GPE/Li（b）的充
（2）制得的柔性聚合物电解质膜表现出良好的
放电曲线，LiCoO 2 /GPE/Li（c）的循环曲线和库伦
效率，LiCoO 2 /GPE/Li（d）倍率特性 电化学性能，以 S 2 为聚合物电解质膜、LiCoO 2 为正
Fig. 9 Charge-discharge curves of lithium-ion cell LiCoO 2 极材料，金属锂为负极材料测试其首次放电比容量
electrode/GPE/Li cell (a), graphite electrode/GPE/Li 最高可达到 142 mA·h/g，且经过 50 次循环后，其
cell (b), cycle performances of cells assembled with
LiCoO 2 /GPE/Li (c) and discharge C-rate capability 放电比容量为初始比容量的 94.8%；以天然石墨为
(d) of LiCoO 2 /GPE/Li 正极、金属锂为负极，其首次放电比容量最高可达
