锂空气电池用聚合物电解质研究

摘要

本课题组基于聚偏氟乙烯和全氟磺酸膜制备出性能优异的聚合物电解质，研究了纳米二氧化硅或离子液体作为添加剂对其电化学性能的影响。研究结果证实无机填料或离子液体的添加能显著的提高PVDF-HFP聚介物电解质的离子电导率和锂离子迁移数。使用离子液体改性聚合物电解质制作的锂空气电池，离子电导率为4.9x10-5Scm-1，在电流密度为1mAcm-1时，展现了386mAhg-1放电比容量。基于全氟磺酸膜制备的LiTFSI-DMMP/PFSA-Li聚合物电解质，电化学测试表明该电解质室温离子电导率高于PVDF-HFP聚合物电解质一个数量级(1.4x10-4Scm-1)，使用该聚合物电解质制作的锂空气电池，展现出更高的充放电比容量以及倍率性能，在电流密度为1mAcm-1时，放电比容量2471mAhg-1. X射线光电子能谱表明放电产物为锂的氧化物，核磁结构分析证实该电解质在锂空气电池循环过程中结构稳定、没有分解，证明其具有好的电化学稳定性。