Page 150 - 精细化工2019年第12期

·2478· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

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1.3 荧光聚氨酯电解质膜（FPU）的制备 随着 LiTFSI 质量分数增加，在 1184 cm 处出现了
称取 m（荧光聚氨酯）∶m（双三氟磺酰亚胺 LiTFSI 中 C—F 的对称伸缩振动峰，同时在 1132 和
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锂）=9∶1、8∶2、7∶3、6∶4 的样品分别用丙酮在 1056 cm 处分别出现了 LiTFSI 中 C—SO 2 —N 和不
烧杯中溶解后倒入聚四氟乙烯板槽内于常温下干燥 对称 S—N—S 的特征峰 [19] 。上述特征峰证明产物已
12 h，再放入 80 ℃烘箱中干燥 4 h，取出薄膜并用 经具备了聚氨酯结构。
裁片机裁成小圆片放入真空烘箱继续干燥 4 h 后放
入手套箱 2 d，备用。LiTFSI 质量分数分别为 0、10%、
20%、30%、40%的荧光聚氨酯电解质膜分别命名为
FPU-0、FPU-1、FPU-2、FPU-3、FPU-4。
1.4 电池的组装
采用磷酸铁锂（LiFePO 4 ）、导电剂乙炔黑（CB）
和粘结剂以质量比 6∶2∶2 在研钵中配制成浆料均
匀涂布在铝箔上，然后于 80 ℃普通烘箱干燥 4 h，
真空烘箱干燥 2 h 后裁片制成 6 mm 半径的圆形正极

片，并放入手套箱中 2 d，备用。测试电导率制备的
图 1 荧光聚氨酯固态电解质膜的红外光谱图
半电池按负极壳、钢片（SS）、电解质膜（FPU）、
Fig. 1 FTIR spectra of fluorescent polyurethane solid
钢片、弹片、正极壳的顺序组装测试；测试窗口的 electrolytes
半电池按负极壳、锂片、电解质膜（FPU）、钢片、
2.2 聚氨酯固态电解质膜荧光强度分析
弹片、正极壳的顺序组装测试；全电池按负极壳、
图 2 为制备的不同 LiTFSI 质量分数的荧光聚氨
锂片、电解质膜（FPU）、正极片、钢片、弹片、正
酯固态电解质膜的荧光强度曲线。其中，荧光测试
极壳的顺序组装测试。
初始条件为：激发电压 500 V，激发和发射狭缝宽
2 结果与讨论 度为 5 nm，激发波长为 365 nm。

2.1 荧光聚氨酯固态电解质膜结构表征
图 1 为制备的不同 LiTFSI 质量分数的荧光聚氨
酯固态电解质膜的红外光谱图。
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由图 1 可以看到，3381 cm 左右处均出现了 N—
H 伸缩振动峰，并随 LiTFSI 质量分数增加略微向高
波数方向移动，这可能是由于 LiTFSI 破坏了氢键作
用，释放出部分自由氨基所致。2935 和 2861 cm –1
处为甲基和亚甲基的伸缩振动峰，1770~1600 cm –1
处的宽峰为聚碳酸酯中羰基和聚氨酯中氨基甲酸酯
非氢键结合的羰基特征吸收峰。随着 LiTFSI 质量分 图 2 不同 LiTFSI 质量分数的荧光聚氨酯固态电解质膜
数增加，羰基峰向低波数移动，在低波数段 1658 cm –1 的荧光发射光谱图
Fig. 2 PL spectra of fluorescent polyurethane solid electrolytes
处的羰基峰增强，这可能是 LiTFSI 质量分数的增
加导致络合锂离子的自由羰基增多所致 [18] 。在 由图 2 可以看到，共混锂盐的电解质膜与纯荧
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1244 cm 处的宽峰为聚氨酯中 C—O 伸缩振动峰， 光聚氨酯膜相比，最大荧光发射峰位置发生了红移，