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·742· 精细化工 FINE CHEMICALS
图 5 基于 PCPU-70%Li/PP 的全固态锂电池在 60 ℃，0.2、
0.5 和 1.0 C 下的充电/放电曲线（a）和库伦-倍率性
能（b）；使用 PCPU-70%Li/PP 和 PEO-20%Li 电解
质的全固态锂电池的循环性能（c）
Fig. 5 Charge/discharge curves(a) and
of all-solid-state lithium batteries based on PCPU-
70%Li/PP at rates of 0.2, 0.5 and 1 C at 60 ℃;
cycling performance of the all-solid-state lithium
batteries using PCPU-70%Li/PP and PEO-20%Li
SPE (c)
图 5c 分别为采用 PCPU-70%Li/PP 和 PEO-20%Li
电解质制备的全固态电池在 60 ℃、0.2 C 电流密度
下的循环性能图。可以看出，PCPU-70%Li/PP 电解
质组装的全固态锂电池在 0.2 C 下首次放电比容量
为 153 mA·h/g，第 100 次放电比容量为 131 mA·h/g，
100 次循环后容量保持率为 86%，表现出较好的充
放电稳定性。与之相比，PEO 基电解质电池在初始
充放电时有着 154 mA·h/g 的放电容量，随着充放电
次数增加，容量逐渐下降，在 74 次充放电循环后，
容量开始快速衰减，100 次循环后放电比容量仅有
17.6 mA·h/g，这与文献[36]报道的一致。PEO 基电
第 36 卷
池的循环性能差可能是由于 PEO 机械性能不佳，致
使界面不稳定，熔融温度较低（约 60 ℃），在 60 ℃
时尺寸稳定性较差，以至于在锂枝晶形成过程中能
够穿透 PEO 膜，从而使电池短路 [37] 。
3 结论
（1）以 PCDL 为软段，IPDI 和 DEG 为硬段合
成了硬段质量分数为 30%的 PCPU，PCPU 膜拉伸强
度可达 23 MPa，断裂伸长率高达到 900%，耐热性
优异。
（2）以 PC 为软段的聚氨酯对 LiTFSI 有着很优
异的盐溶能力。将合成的 PCPU 与 LiTFSI 复合得到
最佳 SPE 的锂盐质量分数为 70%,电解质在 60 ℃时
–6
电导率达到 2.09×10 S/cm，以此 SPE 填充到多孔
PP 隔膜上形成复合膜电解质组装的 LiFePO 4 正极固
态电池，在 60 ℃和 0.2C 电流密度下放电比容量可
达 153 mA·h/g，循环 100 次容量保持率良好。该
PCPU 酯基固态电解质降低了固态聚合物电池使用
温度，扩大了 PCPU 电解质的应用范围。使得聚氨
酯电解质在锂电池中有着良好的应用前景。
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