磺酰亚胺锂型固态聚合物电解质的合成及其电化学性能

梁金兰, 吴道欢, 邹海凤, 陈卓, 庄金亮, 程琥

材料工程 ›› 2025, Vol. 0 ›› Issue (07) : 174-181.

磺酰亚胺锂型固态聚合物电解质的合成及其电化学性能

  • 梁金兰, 吴道欢, 邹海凤, 陈卓, 庄金亮, 程琥
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摘要

分别以4-氟苯磺酰氯和4-氰基苯磺酰氯为原料,通过磺酰化和离子交换分别合成氟代和氰基取代的磺酰亚胺锂(LiFBTFSI和LiCBTFSI),进一步通过溶液浇铸法制备两种PEO基聚合物电解质(PEO20-LiFBTFSI和PEO20-LiCBTFSI),并对其微观形貌、热稳定性及电化学性能进行表征。结果表明:在60℃、EO/Li+=20时,两种固态电解质的离子电导率均达到10-4 S/cm,电化学稳定窗口均大于5 V,与磷酸铁锂组装的电池均具有较高的首次放电比容量(0.1 C,≈150 mAh·g-1)。相比于氟代PEO20-LiFBTFSI固态电解质,含氰基的PEO20-LiCBTFSI固态电解质具有更优异的电化学稳定性和界面相容性,循环50次后,电池的放电比容量为137.4 mAh·g-1,容量保持率为93.0%。此外,含氰基的PEO20-LiCBTFSI固态电解质与锂金属具有良好的电化学稳定性,组装的锂对称电池在电流密度0.1 mA/cm2下稳定运行500 h而不发生短路。

关键词

锂离子电池 / 聚合物电解质 / 锂盐 / 聚氧化乙烯

中图分类号

TQ317 / TM912

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梁金兰, 吴道欢, 邹海凤, 陈卓, 庄金亮, 程琥. 磺酰亚胺锂型固态聚合物电解质的合成及其电化学性能. 材料工程. 2025, 0(07): 174-181

基金

国家自然科学基金项目(22062004)

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