本研究利用電紡絲技術製備出多孔性聚乙二醇（poly(ethylene oxide) PEO）高分子纖維薄膜，並將PEO-based預聚體在未聚合前塗佈在鋰金屬表面上，依序放上PEO高分子薄膜與正極，由於纖維薄膜具有多孔性且較薄，因此預聚體能夠滲透入薄膜並浸潤正極表面，加熱聚合後即可製備出全固態鋰電池。由掃描式電子顯微鏡分析可觀察到，PEO-based高分子能夠連續且均勻地填補薄膜的空隙，而所製備的電解質整體厚度小於40 ?m。此外，電極表面能夠與電解質緊密貼合，因此界面阻抗約100Ω，電化學穩定電位窗可達5 5 V，具有良好的電化學可逆性。其離子傳導度在60 oC下可達10–4 Scm－1，電池效能在充放電速率0 1C時可達150 mAhg－1，而在高充放電速率7C時仍保有電容25 mAhg－1。然而此電解質面臨到的問題是低機械性質，導致無法有效抑制鋰枝晶生成的影響，而有潛在的短路問題。分別把不同材料的電紡纖維膜應用在PEO-based固態高分子電解質中，比較其對鋰電池效能的影響。結果顯示電紡薄膜必須具離子傳導性，且與PEO-based高分子有相容性，才可獲得較佳的固態電解質電池效能。為了改善PEO固態電解質潛在的短路問題，進一步加入聚偏二氟乙烯（polyvinylidene difluoride PVDF）製備出PVDF/PEO混合高分子電紡纖維薄膜，應用在PEO-based的固態電解質中。由結果可知，雖然電池充放電效能有下降的趨勢，但在充放電速率0 1C時仍可達150 mAhg–1，充放電速率1C時的電容值也高於120 mAhg–1。此外，由於機械性質的提升，因此有良好抑制鋰枝晶影響的能力，而可提升電池的安全性。
Fabricating low interfacial resistance electrolytes by using polyether electrospun membrane for application in all-solid-state lithium batteries
冠廷, 韓. (Author). 2020
學生論文: Doctoral Thesis