聚丙烯?結合多醚基高分子為主架構之膠態電解質在鋰離子電池之應用

Abstract

本研究以聚丙烯?為主架構，藉接枝上poly(propylene oxide) diamines (D2000)，使之交聯上poly(ethylene glycol) diglycidyl ether(PEGDE)改質形成含多醚基高分子，簡稱為PMP。藉電紡絲方法製備之高分子薄膜浸泡於有機電解液中4小時，即可得到膠態高分子電解質(GPMP)，同時與之相比較之系統尚有未改質前之GPAN與液相電解液(LE，以PP膜作為隔離膜)。將GPMP與另兩種電解質進行電池組裝測試其性能，並比較分析GPMP之優勢。 由NMR鑑定GPAN官能基並確認D2000確實接上PAN形成GPMP。接著藉由拉曼分析、電化學穩定電位窗、導離子度與鋰離子遷移常數分析了解，負離子(PF6-)應受到高分子吸引而與高分子形成較為穩定之複合物，而鋰離子則由於含多醚基官能基，使其在GPMP系統中躍遷較為容易，提升了導離子度以及鋰離子遷移常數(0 65)。接著由全電池阻抗分析以及全電池壓降分析，可以得知GPMP系統皆表現較低之阻力值，此結果肇因於高分子對於負離子的箝制以及對鋰離子傳遞的幫助，並與電極表現出較佳之相容性。 GPMP電池性能使用磷酸鋰鐵陰極搭配介相碳微球陽極組裝成全電池測試，比較GPMP、GPAN與LE的差異。在高速充放電(17 C-rate)時，LE與GPAN表現衰退僅剩44%與60%。相較之下，GPMP還保有75%之維持率，並擁有97 4 mAh/g之高放電量。在高速(5 C-rate)長效穩定性測試方面，進行500圈長效充放電測試後，GPMP與GPAN全電池的穩定分別維持73%與71%，且一千圈後，GPMP系統仍有維持率約61%，電容量為75 mAh/g，表4-2 整理近年全電池文獻，可更清楚瞭解本研究之表現。

Date of Award	2014 Aug 1
Original language	Chinese
Supervisor	Hsisheng Teng (Supervisor)