船舶锂电池LLZO/聚合物基固态电解质的构筑

作者：尹浩东; 张少君; 张振; 石建强; 王明雨^*

来源：山东交通学院学报, 2023, 31(01): 85-92.

• 船舶锂电池
• 固态电解质
• PVDF-HFP/PMMA-LLZO
• 放电比容量

为提高固态锂电池能量存储系统的安全性和体积能量密度，采用高温固相烧结法和溶液浇注法，以石榴石型氧化物固态电解质(典型分子式为Li7La3Zr2O12,LLZO)为无机填料，将聚偏氟乙烯-六氟丙烯(polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, PVDF-HFP)与聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate, PMMA)共混制备复合固态电解质PVDF-HFP/PMMA-LLZO。结果表明：固态电解质PVDF-HFP/PMMA-LLZO降低了聚合物体系的结晶度和抑制锂枝晶的形成，LLZO提供支撑基质有利于提高电解质的机械性能和离子电导率，当LLZO占整体复合固态电解质质量的30%时，PVDF-HFP/PMMA-LLZO中的离子电导率为9.58μS/cm。加入LLZO有利于提高复合聚合物PVDF-HFP/PMMA的锂离子电导率，提高热稳定性和机械性能。采用PVDF-HFP/PMMA-LLZO与LiFePO4/Li制备固态锂电池，室温下，放电倍率为0.1 C时首次放电比容量为138.96 mAh/g,循环50次后放电比容量保持率为86%,放电倍率为0.2 C时放电比容量为152.7 mAh/g。LLZO/聚合物复合固态电解质的构筑可为船舶固态锂电池的应用提供借鉴与参考。

• 单位
  上海海事大学; 山东交通学院