序號(hào)：編碼：第十屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽作品申報(bào)書(shū)作品名稱：鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究學(xué)校全稱：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)申報(bào)者姓名（集體名稱）：楊潔琪、肖楠等類別：√自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文 □哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文□科技發(fā)明制作A類□科技發(fā)明制作B類說(shuō)明1．申報(bào)者應(yīng)在認(rèn)真閱讀此說(shuō)明各項(xiàng)內(nèi)容后按要求詳細(xì)填寫(xiě)。2．申報(bào)者在填寫(xiě)申報(bào)作品情況時(shí)只需根據(jù)個(gè)人項(xiàng)目或集體項(xiàng)目填寫(xiě)A1或A2表，根據(jù)作品類別（自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文、哲學(xué)社會(huì)科學(xué)類社會(huì)調(diào)查報(bào)告和學(xué)術(shù)論文、科技發(fā)明制作）分別填寫(xiě)B(tài)1、B2或B3表。所有申報(bào)者可根據(jù)情況填寫(xiě)C表。3．表內(nèi)項(xiàng)目填寫(xiě)時(shí)一律用鋼筆或打印，字跡要端正、清楚，此申報(bào)書(shū)可復(fù)制。4．序號(hào)、編碼由第十屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽組委會(huì)填寫(xiě)。5．學(xué)術(shù)論文、社會(huì)調(diào)查報(bào)告及所附的有關(guān)材料必須是中文（若是外文，請(qǐng)附中文本），請(qǐng)以4號(hào)楷體打印在A4紙上（文章版面尺寸14.5×22cm），附于申報(bào)書(shū)后，論文不超8000字，調(diào)查報(bào)告不超15000字。6．作品申報(bào)書(shū)須按要求由各校競(jìng)賽組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)統(tǒng)一寄送。7．其他參賽事宜請(qǐng)向本校競(jìng)賽組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)咨詢。A2申報(bào)者情況（集體項(xiàng)目）說(shuō)明：1．必須由申報(bào)者本人按要求填寫(xiě)；2．申報(bào)者代表必須是作者中學(xué)歷最高者，其余作者按學(xué)歷高低排列；3．本表中的學(xué)籍管理部門(mén)簽章視為申報(bào)者情況的確認(rèn)。申報(bào)者代表情況姓名楊潔琪性別女出生年月1987.10學(xué)校華南農(nóng)業(yè)大學(xué)系別、專業(yè)、年級(jí)應(yīng)用化學(xué)系2006級(jí)材料化學(xué)專業(yè)學(xué)歷本科生學(xué)制4入學(xué)時(shí)間2006.9作品名稱鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究畢業(yè)論文題目通訊地址華南農(nóng)業(yè)大學(xué)五山學(xué)生公寓9棟319郵政編碼510642辦公電住地通訊地址華南農(nóng)業(yè)大學(xué)五山學(xué)生公寓9棟319郵政編碼510642住宅電他作者情況姓名性別年齡學(xué)歷所在單位肖楠男21本科生華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院涂小波男21本科生華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院史仲男22本科生華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院周顯光男20本科生華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院周正添男21本科生華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院資格認(rèn)定學(xué)校學(xué)籍管理部門(mén)意見(jiàn)以上作者是否為2009年7月1日前正式注冊(cè)在校的全日制非成人教育、非在職的高等學(xué)校中國(guó)籍?？粕?、本科生、碩士研究生或博士研究生?！淌恰醴瘢ú块T(mén)簽章）2009年4月13日院、系負(fù)責(zé)人或?qū)熞庖?jiàn)本作品是否為課外學(xué)術(shù)科技或社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)成果√是□否負(fù)責(zé)人簽名：2009年4月13日

B1．申報(bào)作品情況（自然科學(xué)類學(xué)術(shù)論文）說(shuō)明：1．必須由申報(bào)者本人填寫(xiě)；2．本部分中的科研管理部門(mén)簽章視為對(duì)申報(bào)者所填內(nèi)容的確認(rèn)；3．作品分類請(qǐng)按作品的學(xué)術(shù)方向或所涉及的主要學(xué)科領(lǐng)域填寫(xiě)；4．碩士研究生、博士研究生作品不在此列。作品全稱作品分類（E）A．機(jī)械與控制（包括機(jī)械、儀器儀表、自動(dòng)化控制、工程、交通、建筑等）B．信息技術(shù)（包括計(jì)算機(jī)、電信、通訊、電子等）C．?dāng)?shù)理（包括數(shù)學(xué)、物理、地球與空間科學(xué)等）D．生命科學(xué)（包括生物、農(nóng)學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、健康、衛(wèi)生、食品等）E．能源化工（包括能源、材料、石油、化學(xué)、化工、生態(tài)、環(huán)保等）作品撰寫(xiě)的目的和基本思路以DCP為交聯(lián)劑,對(duì)聚碳酸亞丙酯馬來(lái)酸酐（PPCMA）進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到PPCMA聚合物電解質(zhì)干膜，再浸漬電解液進(jìn)行活化，制備性能優(yōu)良的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)。采用SEM、DSC、TGA、XRD、EIS等手段以及充放電實(shí)驗(yàn)對(duì)聚合物電解質(zhì)膜的物化性能和電化學(xué)性能進(jìn)行表征，篩選出具有潛在應(yīng)用價(jià)值的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)。作品的科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處聚合物鋰離子電池代表鋰離子電池的最高水平，其中，提高聚合物鋰離子電池性能的關(guān)鍵在于研制具有良好性能的聚合物電解質(zhì)基體材料。PPC聚合物單元中有一羰基側(cè)基和少量醚鍵，與碳酸酯類增塑劑有很強(qiáng)的相互作用，所以PPC能儲(chǔ)存大量的電解液，在室溫下具有良好的離子導(dǎo)電性，與鋰離子電池的正負(fù)極的相容性好，Li/PPCMAGPE/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2聚合物鋰離子電池的首次放電容量為115.3mAh/g。且其用于鋰離子電池聚合物電解質(zhì)鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。作品的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義鋰離子電池具有高效、安全、壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等顯著優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展十分迅猛，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷增加。由于液態(tài)鋰離子電池電解液溢出，很可能導(dǎo)致燃燒爆炸，用聚合物電解質(zhì)代替液態(tài)電解液的設(shè)想，可以說(shuō)聚合物鋰離子電池是迄今為止代表著鋰離子電池研究的最高水平。本作品制備的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)具有離子電導(dǎo)率高，熱穩(wěn)定好等優(yōu)良性能，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值和環(huán)保意義。學(xué)術(shù)論文文摘以DCP為交聯(lián)劑,對(duì)聚碳酸亞丙酯馬來(lái)酸酐（PPCMA）進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到PPCMA聚合物電解質(zhì)干膜，再浸漬電解液進(jìn)行活化，制備了性能優(yōu)良的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)隨著交聯(lián)劑DCP用量的增多，PPCMA聚合物電解質(zhì)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高，熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，吸液率和溶脹率降低，離子電導(dǎo)率先增加后減小，其中DCP用量為1.2%時(shí)，離子電導(dǎo)率達(dá)到最大值（（8.43×103S·cm1（室溫）、1.42×102S·cm1（50℃）），Li/PPCMAGPE/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2聚合物鋰離子電池的首次放電容量為115.3mAh/g。。作品在何時(shí)、何地、何種機(jī)構(gòu)舉行的會(huì)議上或報(bào)刊上發(fā)表及所獲獎(jiǎng)勵(lì)獲得2009年華南農(nóng)業(yè)大學(xué)“挑戰(zhàn)杯”大賽一等獎(jiǎng)鑒定結(jié)果請(qǐng)?zhí)峁?duì)于理解、審查、評(píng)價(jià)所申報(bào)作品具有參考價(jià)值的現(xiàn)有技術(shù)及技術(shù)文獻(xiàn)的檢索目錄[1]AlasdairM.Christie,ScottJ.Lilley,EdwardStaunton,etal..Increasingtheconductivityofcrystallinepolymerelectrolytes[J].Nature,2005,433:5053[2]WalkowiakM.,SchroederG.,GierczykB.,etal..NewlithiumionconductingpolymerelectrolytesbasedonpolysilonxanegraftedwithSitripodandcenters[J].Electrochemistrymunications2007,9:15581562[3]禹筱元,劉業(yè)翔,胡國(guó)榮.鋰離子電池用有機(jī)電解液和聚合物電解質(zhì)的研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào),2003,17(5):5861.[4]黃可龍,吳弘,劉艷飛,劉素琴.可降解聚碳酸亞丙酯馬來(lái)酸酐的合成與表征[J].功能材料,2007,28(3):415418.[5]SivakumarM.,SubadeviR.,RajendranS.,etal.positionaleffectofPVdFPEMAblendgelpolymerelectrolytesforlithiumpolymerbatteries[J].J.EuropeanPolymer,2007,43:44664473[6]RajendranS.,SivakumarP..AninvestigationofPVdF/PVCbasedblendelectrolyteswithEC/PCasplasticizersinlithiumbatteryapplications[J].PhysicaB2008,403:509516申報(bào)材料清單（申報(bào)論文一篇，相關(guān)資料名稱及數(shù)量）自然科學(xué)論文一篇?？蒲泄芾聿块T(mén)簽章年月日

C.當(dāng)前國(guó)內(nèi)外同類課題研究水平概述說(shuō)明：1.申報(bào)者可根據(jù)作品類別和情況填寫(xiě)；2.填寫(xiě)此欄有助于評(píng)審。隨著能源、信息、材料的發(fā)展，鋰離子二次電池技術(shù)及其相關(guān)材料也得到迅速發(fā)展。但由于大功率動(dòng)力電池的迫切需要，電池關(guān)鍵材料面臨著新的挑戰(zhàn)。盡管在過(guò)去的十幾年中Sony公司液態(tài)鋰離子電池在商業(yè)上取得了很大的成功，但也存在幾個(gè)嚴(yán)重的不足。首先，由于液態(tài)鋰離子電池含液態(tài)電解質(zhì)，要求必須使用堅(jiān)固的可密封的金屬外殼，這樣的外殼降低了電池的比能量，其次，液態(tài)鋰離子在濫用時(shí)能自動(dòng)打開(kāi)氣閥（如由于過(guò)熱引起內(nèi)壓急劇升高時(shí)），這是一種安全措施。如果沒(méi)有排氣閥，在壓力升高時(shí)可能會(huì)發(fā)生爆炸。因?yàn)橐簯B(tài)鋰離子電池使用的液態(tài)電解質(zhì)是極易燃燒的，如果電池閥打開(kāi)，液態(tài)電解質(zhì)溢出，當(dāng)電池周?chē)h(huán)境過(guò)熱時(shí)，排出的液態(tài)電解質(zhì)就可能燃燒。這是消費(fèi)類電子產(chǎn)品最擔(dān)心的問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，研究人員Wright等1973年提出了用聚合物電解質(zhì)代替液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)的設(shè)想。從此在世界范圍內(nèi)掀起了聚合物電解質(zhì)的研究高潮。聚合物鋰離子電池是迄今為止代表著鋰離子電池研究的最高水平，它除了具有液態(tài)有機(jī)電解質(zhì)鋰離子電池的特點(diǎn)外，還具有制造成本適中、安全性好、無(wú)環(huán)境問(wèn)題、設(shè)計(jì)靈活、比能量大、易于規(guī)?；a(chǎn)等突出的優(yōu)點(diǎn)。由于使用了高分子材料，聚合物鋰離子電池可以被制成多層式超薄結(jié)構(gòu)，電池的厚度不足毫米。特別是聚合物鋰離子電池的安全可靠性能更高，它從根本上解決了液態(tài)有機(jī)電解液鋰離子電池的漏液?jiǎn)栴}。在遇到非正常使用、過(guò)充過(guò)放、撞擊、碾壓、穿刺等情況下，聚合物鋰離子電池不會(huì)發(fā)生爆炸，因此，它更適合在軍事、空間技術(shù)、動(dòng)力電池等方面的應(yīng)用。但從國(guó)內(nèi)外對(duì)聚合物鋰子電池的研究現(xiàn)狀來(lái)看，現(xiàn)有聚合物鋰離子電池的性能仍不夠理想。聚合物電解質(zhì)的性能尚不能完全滿足應(yīng)用要求。盡管目前采用偏氟乙烯一六氟丙烯共聚物(PVDFHFP)、聚丙烯腈(PAN),聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等為骨架基質(zhì)材料的凝膠聚合物電解質(zhì)膜的室溫電導(dǎo)率己達(dá)10-2-103S/cm。但聚合物鋰離子電池規(guī)模生產(chǎn)遇到的主要技術(shù)障礙還有：（1）高倍率充放電性能欠佳。（2）低溫性能差。（3）生產(chǎn)工藝不斷改善，生產(chǎn)線相對(duì)而言不夠成熟。例如，由于抽提前后膜形變較大，電解質(zhì)膜極易破裂，從而導(dǎo)致電池短路。而按照現(xiàn)行的聚合物鋰離子電池的制作工藝(因此，盡管1996年美國(guó)BELLCORE公司公布了一種聚合物鋰離子電池的生產(chǎn)工藝并開(kāi)始轉(zhuǎn)讓其技術(shù)，但由于以上諸多問(wèn)題使得它并沒(méi)有如預(yù)期的那樣實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化生產(chǎn)。因此，開(kāi)發(fā)能夠把聚合物鋰離子電池推向大規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)一直是人們追尋的目標(biāo)。在聚合物電解質(zhì)方面尚有一系列問(wèn)題需要探討：如何解決離子電導(dǎo)率與機(jī)械強(qiáng)度之間的矛盾；尋找易于規(guī)?；a(chǎn)的聚合物電解質(zhì)膜制備工藝；分析聚合物電解質(zhì)中離子的傳輸機(jī)理；如何提高聚合物電解質(zhì)的熱力學(xué)穩(wěn)定性能及界面穩(wěn)定性。都還有待于深入探索?？傊?，聚合物鋰離子電池是一個(gè)有待于深入研究且具有誘人前景的領(lǐng)域。本作品中所制備的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)，在結(jié)構(gòu)單元中有一羰基側(cè)基，和碳酸酯類增塑劑有很強(qiáng)的相互作用，所以PPC能儲(chǔ)存大量的電解液，離子電導(dǎo)率高，穩(wěn)定性好，機(jī)械性能好，并且與鋰離子電池的正負(fù)極的相容性好，界面穩(wěn)定性優(yōu)良；再加上合成PPC的原料為“溫室效應(yīng)”氣體CO2，PPC又能被生物降解，是一種環(huán)保產(chǎn)品。所以我們希望通過(guò)對(duì)PPC基聚合物電解質(zhì)的研發(fā)，有利于解決當(dāng)前聚合物鋰離子電池存在的問(wèn)題，從而有助于推動(dòng)聚合物鋰離子電池工業(yè)化進(jìn)程。D.推薦者情況及對(duì)作品的說(shuō)明說(shuō)明：1．由推薦者本人填寫(xiě)；2．推薦者必須具有高級(jí)專業(yè)技術(shù)職稱，并是與申報(bào)作品相同或相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者或?qū)I(yè)技術(shù)人員（教研組集體推薦亦可）；3．推薦者填寫(xiě)此部分，即視為同意推薦；4．推薦者所在單位簽章僅被視為對(duì)推薦者身份的確認(rèn)。推薦者情況姓名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵政編碼單位電話住宅電話推薦者所在單位簽章（簽章）年月日請(qǐng)對(duì)申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性作出闡述請(qǐng)對(duì)作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評(píng)價(jià)其它說(shuō)明推薦者情況姓名性別年齡職稱工作單位通訊地址郵政編碼單位電話住宅電話推薦者所在單位簽章（簽章）年月日請(qǐng)對(duì)申報(bào)者申報(bào)情況的真實(shí)性作出闡述請(qǐng)對(duì)作品的意義、技術(shù)水平、適用范圍及推廣前景作出您的評(píng)價(jià)其它說(shuō)明學(xué)校組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)確認(rèn)并蓋章（團(tuán)委代章）年月日校主管領(lǐng)導(dǎo)或校主管部門(mén)確認(rèn)蓋章年月日E．大賽組織委員會(huì)秘書(shū)處資格和形式審查意見(jiàn)組委會(huì)秘書(shū)處資格審查意見(jiàn)審查人（簽名）年月日組委會(huì)秘書(shū)處形式審查意見(jiàn)審查人（簽名）年月日組委會(huì)秘書(shū)處審查結(jié)果□合格□不合格負(fù)責(zé)人（簽名）年月日

F．參賽作品打印處鋰離子電池聚合物電解質(zhì)的制備及性能研究楊潔琪肖楠涂小波史仲周顯光周正添指導(dǎo)老師：禹筱元作者單位：華南農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，廣州，510642摘要以DCP為交聯(lián)劑,對(duì)聚碳酸亞丙酯馬來(lái)酸酐（PPCMA）進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，得到PPCMA聚合物電解質(zhì)干膜，再浸漬電解液進(jìn)行活化，制備了性能優(yōu)良的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)隨著交聯(lián)劑DCP用量的增多，PPCMA聚合物電解質(zhì)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高，熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，吸液率和溶脹率降低，離子電導(dǎo)率先增加后減小，其中DCP用量為1.2%時(shí)，離子電導(dǎo)率達(dá)到最大值（（8.43×103S·cm1（室溫）、1.42×102S·cm1（50℃））。Li/PPCMAGPE/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2聚合物鋰離子電池的首次放電比容量為115.3mAh/g。關(guān)鍵詞：聚碳酸亞丙酯馬來(lái)酸酐（PPCMA）鋰離子電池聚合物電解質(zhì)電化學(xué)性能中圖分類號(hào)：TM912.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：APreparationandcharacterizationofPolymerElectrolytesforlithiumionbatteriesYangJieqiXiaoNanTuXiaoboShiZhongZhouXianguangZhouZhengtianYuXiaoyuan（CollegeofScience,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China）Abstract:ThePPCMApolymermatrixwascrosslinkedwithDCPcrosslinkingagentandactivedbyabsorbingliquidelectrolytetoprepareanewtypePPCMAgelpolymerelectrolyte.TheTgandthethermalstabilityincreased,theabsorbingrateandswellingratedecreasedwiththeamountofDCPincreasing.TheionicconductivityofthePPCMAgelpolymerelectrolytefirstlyincreasedandthendecreasedwithincreasingDCPcontent.TheionicconductivityofthePPCMAgelpolymerelectrolytewith1.2%ofDCPreachedthemaximumvalueof8.43×103Scm?1atroomtemperatureand1.42×102S·cm1at50℃.TheinitialdischargecapacityofLi/PPCMAGPE/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2lithiumionbatterieswas115.3mAhgKeywords:PPCMA;Lithiumionbattery;Polymerelectrolytes;Electrochemicalproperties鋰離子電池聚合物電解質(zhì)主要分為全固態(tài)聚合物電解質(zhì)[1,2]、凝膠聚合物電解質(zhì)[3]和納米復(fù)合聚合物電解質(zhì)[4]。用于聚合物鋰離子電池的聚合物主要有如下幾種類型[57]：聚醚系(主要為PEO)、PAN系、PMMA系、PVDF系、聚偏氯乙烯(PVC)和其他類型。凝膠聚合物電解質(zhì)（GPE）的機(jī)械性能差，隨外壓力的增加發(fā)生變形率大。為了克服GPE的這些致命缺點(diǎn)和提高凝膠聚合物的力學(xué)性能及導(dǎo)電能力，目前通常采用共混、共聚、交聯(lián)、嫁接[8,9]等方法拿來(lái)制備凝膠聚合物電解質(zhì)。本文將對(duì)PPC基體材料進(jìn)行交聯(lián)改性，制備凝膠聚合物電解質(zhì)，并研究交聯(lián)劑的用量對(duì)交聯(lián)PPCMA聚合物電解質(zhì)膜的性能的影響，以期篩選出性能優(yōu)良的新型交聯(lián)PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)。1實(shí)驗(yàn)1.1PPCMA聚合物電解質(zhì)的制備取不同用量的交聯(lián)劑過(guò)氧化二異丙苯（DCP）和一定量的PPCMA，使其溶解于丙酮中，形成一種半透明的膠乳狀溶液，在室溫下自然蒸發(fā)溶劑，得到PPCMA聚合物薄膜，把所得薄膜在真空干燥箱里在25℃的溫度下干燥12小時(shí)，再調(diào)高溫度到60℃干燥24小時(shí)，在熱壓機(jī)上170℃下進(jìn)行熱壓成膜，得到不同用量DCP的交聯(lián)PPCMA干膜。經(jīng)真空干燥后，用打孔器打出直徑為1cm1.2PPCMA電解質(zhì)干膜的性能表征PPCMA干膜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度采用NETZSCHDSC200PC差示掃描量熱儀（DSC）進(jìn)行測(cè)定。PPCMA干膜的熱穩(wěn)定性采用PerkinElmerTGA/DTA6300熱重分析儀進(jìn)行測(cè)定。利用公式（1）:計(jì)算吸液率。其中W干和W濕是指浸泡電解液活化前后PPCMA聚合物電解質(zhì)膜的質(zhì)量。利用公式（2）：計(jì)算溶脹率。其中d干和d濕浸泡電解液活化前后PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)膜的直徑。PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率采用交流阻抗法在Solartron1255B頻率響應(yīng)分析儀上進(jìn)行測(cè)定。將經(jīng)1.0mol/L的LiClO4/EC+DMC1:1體積比）電解液中活化后的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)膜，夾于兩金片阻塞電極之間，組裝成Au/CPE/Au阻塞電池置于自制恒溫裝置中。測(cè)定頻率為1Hz到1MHz,微擾電壓為5mV，根據(jù)式（3）計(jì)算電解質(zhì)膜的離子電導(dǎo)率。式（3）式中，σ為離子電導(dǎo)率；Rb為電解質(zhì)膜的本體電阻，從交流阻抗圖譜上取得低頻段直線與高頻壓縮半圓的交接點(diǎn)的實(shí)部阻抗值即為電解質(zhì)膜的本體電阻Rb；d為聚合物電解質(zhì)膜的厚度，由測(cè)厚儀測(cè)定；S為膜的面積。將正極活性物質(zhì)粉末LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正極材料、導(dǎo)電劑乙炔黑、粘結(jié)劑聚四氟乙烯乳液（PTFE）按8:1:1的比例混勻制成正極片，鋰為負(fù)極，經(jīng)1.0moldm3LiPF6/EC+DMC（1:1體積比）電解液活化（使吸液率為100%）后的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)為隔膜和電解質(zhì)，在充滿氬氣的手套箱中進(jìn)行組裝成2025型扣式電池，在藍(lán)電2001CT型程控測(cè)試儀上進(jìn)行充放電實(shí)驗(yàn)。放電倍率為0.1C，電壓范圍為2.8~4.2V。2結(jié)果與討論2.1交聯(lián)劑DCP用量對(duì)PPCMA電解質(zhì)干膜熱性能的影響比較圖1和表1可以發(fā)現(xiàn)，隨著交聯(lián)劑DCP的增加，PPCMA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)有上升的趨勢(shì)，但變化不大，當(dāng)交聯(lián)劑DCP>10‰時(shí)，Tg基本上保持在35℃左右。這主要是因?yàn)殡S著DCP交聯(lián)劑的不斷增加，PPCMA的交聯(lián)程度不斷增加，分子鏈之間形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子鏈之間由于相互的牽制使得運(yùn)動(dòng)受阻的程度不斷增加圖1PPCMA聚合物電解質(zhì)干膜的DSC曲線Fig.1DSCtracesforPPCMAgelpolymerelectrolytes從表1可以看出，在260℃表1DCP用量對(duì)PPCMA干膜熱性能的影響Table1ThermalpropertiesofPPCMAgelpolymerelectrolytesasafunctionofDCPcontentDCPcontent5‰8‰10‰12‰15‰20‰Tg（℃）33.834.234.835.334.935.0T（5%）264.1264.2263.4263.3271.0266.4T（50%）289.9289.8290.2290.9297.8297.92.2交聯(lián)劑DCP用量對(duì)PPCMA電解質(zhì)干膜吸液率和溶脹率的影響圖2為交聯(lián)劑DCP用量對(duì)PPCMA電解質(zhì)干膜吸液率和溶脹率的影響。由圖2(a)分析得出，隨著DCP交聯(lián)劑用量的增多，PPCMA的吸液率總體的變化趨勢(shì)是減少的。這主要可能是隨著交聯(lián)密度的增加，鏈之間的空隙減少，電解液進(jìn)入到分子鏈里的程度降低，故吸液率隨著交聯(lián)劑的增加逐漸降低。另外，聚合物膜的吸液率隨浸泡時(shí)間先增加，達(dá)到最大值后達(dá)到飽和的吸液狀態(tài)。溶脹率是與吸液率密切相關(guān)，溶脹是電解液中的離子進(jìn)入分子鏈中的空隙，使得鏈與鏈之間的距離加大，宏觀上表現(xiàn)為溶脹現(xiàn)象。大體上溶脹率隨著DCP用量的增加而減小。主要是由于交聯(lián)度的增大，鏈與鏈之間的作用力增強(qiáng)，使得離子較難進(jìn)入鏈中。圖2DCP用量對(duì)PPCMA電解質(zhì)干膜吸液率和溶脹率的影響（a：吸液率；b：溶脹率）Fig.2AbsorptionratesandswellingratesofPPCMAgelpolymerelectrolytesasafunctionofDCPcontent2.3交聯(lián)劑用量對(duì)PPCMA聚合物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率的影響交聯(lián)劑DCP用量對(duì)離子電導(dǎo)率的影響見(jiàn)圖3。由圖3可以看出，PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率隨著加入交聯(lián)劑DCP用量的增加先增大后減小。其中DCP用量為1.2%的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率達(dá)到最大值。室溫離子電導(dǎo)率為8.43×103S·cm1，50℃時(shí)離子電導(dǎo)率達(dá)到了1.42×102S·cm1圖3DCP用量對(duì)PPCMA聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率影響（A:25℃，B:50℃Fig.3IonicconductivitiesofPPCMAgelpolymerelectrolytesasafunctionofDCPconcentrationat25℃and2.4聚合物鋰離子電池的充放電性能圖4為采用1.2%DCP交聯(lián)劑制備的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)組裝的扣式電池的首次充放電曲線。從圖4中可以看出，Li/PPCMAGPE/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2聚合物扣式電池的極化較大，充電平臺(tái)較高，而放電平臺(tái)又較低。其首次放電比容量為115.3mAh/g，庫(kù)侖效率為75.9%，可見(jiàn)其首次不可逆容量較大，這可能與電池內(nèi)阻較大有關(guān)。圖4Li/PPCMAGPE/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2聚合物鋰離子電池的首次充放電曲線Fig.4ThefirstchargeanddischargecurvesofLi/PPCMAGPE/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2lithiumionbattery(at0.1C)結(jié)論本文以DCP為交聯(lián)劑合成了交聯(lián)PPCMA聚合物電解質(zhì)干膜，再浸漬電解液進(jìn)行活化，制備了性能優(yōu)良的PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)。得到了如下結(jié)論：（1）隨著交聯(lián)劑DCP用量的增多，PPCMA的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度升高，熱穩(wěn)定性增強(qiáng)；吸液率和溶脹率降低。吸液率約為200~300%，溶脹率為40%~70%。（2）隨著交聯(lián)劑DCP用量的增多，PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率先增加后減小，其中DCP用量為1.2%時(shí)，PPCMA凝膠聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率達(dá)到最大值，室溫離子電導(dǎo)率為8.43×103S·cm1；50℃時(shí)，離子電導(dǎo)率達(dá)到了1.42×102S·cm1（3）Li/PPCMAGPE/LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2聚合物鋰離子電池的首次放電比容量為115.3mAh/g，庫(kù)侖效率為75.9%，首次不可逆容量較大。參考文獻(xiàn)[1]AlasdairM.Christie,ScottJ.Lilley,Edward