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·742·                             精细化工   FINE CHEMICALS                                  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。

                                                               参考文献:
                                                               [1]   Mauger  A,  Armand  M,  Julien  C  M,  et al.  Challenges  and  issues
                                                                   facing lithium metal for solid-state rechargeable batteries[J]. Journal
                                                                   of Power Sources, 2017, 353: 333-342.
                                                               [2]   Xu K. Electrolytes and interphases in Li-ion batteries and beyond[J].
                                                                   Chemical Reviews, 2014, 114(23): 11503-11618 .
                                                               [3]   Porcarelli  L,  Shaplov  A  S,  Salsamendi  M,  et al.  Single-ion  block

            图 5    基于 PCPU-70%Li/PP 的全固态锂电池在 60 ℃,0.2、             copoly  (ionic  liquid)s  as  electrolytes  for  all-solid  state  lithium
                 0.5 和 1.0 C 下的充电/放电曲线(a)和库伦-倍率性                   batteries[J].  ACS  Applied  Materials  &  Interfaces,  2016,  8(16):
                 能(b);使用 PCPU-70%Li/PP 和 PEO-20%Li 电解              10350-10359.
                 质的全固态锂电池的循环性能(c)                              [4]   Zhang  J,  Zhao  N,  Zhang  M,  et al.  Flexible  and  ion-conducting
            Fig.  5    Charge/discharge  curves(a)  and    C-rate  capability(b)   membrane electrolytes for solid-state lithium batteries: Dispersion of
                   of  all-solid-state  lithium  batteries  based  on  PCPU-   garnet  nanoparticles  in  insulating  polyethylene  oxide[J].  Nano
                   70%Li/PP  at  rates  of  0.2,  0.5  and  1  C  at  60 ℃;   Energy, 2016, 28: 447-454.
                   cycling  performance  of  the  all-solid-state  lithium   [5]   Sun  B,  Mindemark  J,  Morozov  E  V,  et al.  Ion  transport  in
                   batteries  using  PCPU-70%Li/PP  and  PEO-20%Li   polycarbonate  based  solid  polymer  electrolytes:  Experimental  and
                   SPE (c)
                                                                   computational  investigations[J].  Physical  Chemistry  Chemical
                 图 5c 分别为采用 PCPU-70%Li/PP 和 PEO-20%Li              Physics, 2016, 18(14): 9504-9513.
                                                               [6]   Kimura  K,  Yajima  M,  Tominaga  Y.  A  highly-concentrated  poly
            电解质制备的全固态电池在 60 ℃、0.2  C 电流密度
                                                                   (ethylene  carbonate)-based  electrolyte  for  all-solid-state  Li  battery
            下的循环性能图。可以看出,PCPU-70%Li/PP 电解
                                                                   working at room temperature[J]. Electrochemistry Communications,
            质组装的全固态锂电池在 0.2  C 下首次放电比容量                            2016, 66: 46-48.
            为 153 mA·h/g,第 100 次放电比容量为 131 mA·h/g,             [7]   Yue  H, Li  J, Wang  Q,  et al.  Sandwich-like  poly  (propylene
            100 次循环后容量保持率为 86%,表现出较好的充                             carbonate)  based  electrolyte  for  ambient-temperature  solid-state
            放电稳定性。与之相比,PEO 基电解质电池在初始                               lithium  ion  batteries[J].  Acs  Sustainable  Chemistry  &  Engineering,
                                                                   2017, 6(1): 268-274.
            充放电时有着 154 mA·h/g 的放电容量,随着充放电
                                                               [8]   Morioka T, Ota K, Tominaga Y. Effect of oxyethylene side chains on
            次数增加,容量逐渐下降,在 74 次充放电循环后,
                                                                   ion-conductive  properties  of  polycarbonate-based  electrolytes[J].
            容量开始快速衰减,100 次循环后放电比容量仅有                               Polymer, 2016, 84: 21-26.
            17.6  mA·h/g,这与文献[36]报道的一致。PEO 基电                  [9]   Mindemark  J,  Mogensen  R,  Smith  M  J,  et al.  Polycarbonates  as
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