树枝状磺化聚醚砜纤维基复合固态电解质的制备及其性能

作者：杨琪; 邓南平^*; 程博闻; 康卫民

来源：纺织学报, 2023, 1-10.

DOI：10.13475/j.fzxb.20221106101

• 全固态复合电解质
• 锂金属电池
• 静电纺丝
• 磺化聚醚砜纤维
• 聚氧化乙烯
• 三维离子传输路径

为解决应用于全固态锂金属电池中固态有机电解质离子电导率较低和力学性能较弱的问题,采用静电纺丝技术制备了树枝状磺化聚醚砜(SPES)纳米纤维膜,将其与聚氧化乙烯(PEO)结合制备复合固态电解质,并应用于全固态锂金属电池中。探讨了纺丝工艺对纳米纤维形貌的影响,在最佳的静电纺丝工艺参数下,研究了SPES纳米纤维膜对复合固态电解质的结晶度、离子电导率、力学性能以及电化学性能的影响。结果表明:在TABHFP盐的质量分数为2%,静电纺丝电压为30 kV,接收距离为15 cm时,制备的树枝状SPES纳米纤维膜具有最好的形貌,PEO浇筑在该纳米纤维膜上获得的复合固态电解质的离子电导率为8.13×10-5S/cm(30℃),断裂强力为5.1 MPa,且可以使对称电池在0.1 mA·h/cm2下稳定循环198 h,使LiFePO4/Li电池在循环400圈后依然保持着128.6 mA·h/g的放电比容量;SPES纳米纤维膜因破坏PEO的结晶区且能构成三维离子传输路径,不仅提高了复合固态电解质的离子电导率,还可使复合固态电解质具有优异的力学强度,可满足高性能全固态锂金属电池的应用需求。

• 单位
  天津工业大学