Page 165 - 《精细化工》2021年第1期

第 38 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.38, No.1
202 1 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2021

有机电化学与工业
共混改性的 PEO/TPU/PVDF-HFP 基

聚合物电解质的制备及性能

*
吴 勰，薛照明 ，周 莉，杨锦福
（安徽大学 化学化工学院，安徽 合肥 230601）

摘要：通过相转化法制备基于聚氧化乙烯（PEO）/热塑性聚氨酯（TPU）/聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）
3 种高聚物共混形成的电解质隔膜，将其浸泡在浓度为 1 mol/L 六氟磷酸锂（LiPF 6 ）的碳酸乙烯酯（EC）-碳酸
二甲酯（DMC）-碳酸甲乙酯（EMC）（三者体积比为 1∶1∶1）电解液中形成一种凝胶态聚合物电解质（GPE）。
采用 SEM、EDS、FTIR、XRD、TG、DSC、万能拉力机和交流阻抗法对隔膜进行了表征。结果表明，m(PEO)∶
m(TPU)∶m(PVDF-HFP)=3∶1∶4 的隔膜具有均匀的多孔形貌，结晶峰面积最低，拉伸强度达到 15 MPa 左右，
–3
离子电导率为 7.9×10 S/cm，综合性能最佳。将该隔膜装配成 CR2032 纽扣电池进行电池循环性能测试，结果
表明，在 0.2 C 倍率下电池的充放电比容量分别达到了 164 和 161 mA·h/g，在 150 次循环后，放电比容量仍能
保持在 152 mA·h/g 左右，库伦效率保持 97%以上，表明该 GPE 是一种优异的电池材料。
关键词：相转化法；聚氧化乙烯；热塑性聚氨酯；聚偏氟乙烯-六氟丙烯；凝胶态聚合物电解质；有机电化学与工业
中图分类号：TQ152 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 01-0155-07

Preparation and properties of blend modified PEO/TPU/
PVDF-HFP-based polymer electrolyte

*
WU Xie, XUE Zhaoming , ZHOU Li, YANG Jinfu
（College of Chemistry and Chemical Engineering, Anhui University, Hefei 230601, Anhui, China）

Abstract: An electrolyte separator based on the blending of three polymers of polyethylene oxide
(PEO)/thermoplastic polyurethane (TPU)/polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVDF-HFP) was
prepared by phase inversion method. And then, it was soaked in an electrolyte of ethylene carbonate
(EC)-dimethyl carbonate (DMC)-ethyl methyl carbonate (EMC) (the corresponding volume ratio is 1∶1∶1)
with a concentration of 1 mol/L lithium hexafluorophanate (LiPF 6) to form a gel polymer electrolyte (GPE).
The electrolyte separator was characterized by SEM, EDS, FTIR, XRD, TG, DSC, universal tensile machine
and AC impedance method. The results showed that the separator prepared from m(PEO)∶m(TPU)∶
m(PVDF-HFP)=3∶1∶4 had uniform porous morphology, the lowest crystalline peak area and exhibited
the best overall performance. The tensile strength reached 15 MPa, and the ion conductivity was 7.9×
–3
10 S/cm. This separator was assembled into a CR2032 button battery for battery cycle performance testing.
The results revealed that the charge-discharge specific capacity reached 164 and 161 mA·h/g at 0.2 C rate.
After 150 cycles, the discharge specific capacity still maintained about 152 mA·h/g, and the coulomb
efficiency remained above 97%, indicated the prepared gel polymer electrolyte is an excellent battery material.
Key words: phase inversion method; polyethylene oxide; thermoplastic polyurethane; polyvinylidene
fluoride-hexafluoropropylene; gel polymer electrolyte; electro-organic chemistry and industry

[1]
聚合物电解质作为锂离子电池不可或缺的一部 分，起到了隔离正负极，并且传输锂离子的作用 。

收稿日期：2020-07-15; 定用日期：2020-08-25; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200640
作者简介：吴 勰（1993—），男，硕士生，E-mail：wxhxgcygy@163.com。联系人：薛照明（1962—），男，教授，E-mail：zmxue@
ahu.edu.cn。