聚氨酯/聚偏氟乙烯纳米纤维凝胶聚合物电解质膜的结构设计与性能研究

聚合物电解质在聚合物锂离子电池中起着电解质和隔膜的双重作用，是电池的一个关键组件，其性能的提高需要深入研究聚合物材料体系和结构与性能的关系。本项目创新性地提出了聚氨酯/聚偏氟乙烯纳米纤维凝胶聚合物电解质体系，拟开展该体系结构和性能关系及构效的研究。从聚合物膜材料性质入手，将纳米纤维膜制备技术和热交联改性技术相结合，对聚氨酯的软/硬段进行分子结构控制，研究PEG型聚醚软段的链段长度、软/硬段配比、PVDF配比与纳米纤维网络结构和性能的关系；研究静电纺丝法制备工艺对聚合物电解质膜的聚集态结构和性能的影响；探明膜制备－膜结构－膜性能关系，制备出具有良好的电化学性能和力学性能及高温结构稳定性的纳米纤维网络状结构的聚合物电解质。本项目的研究为聚合物电解质的设计和制备提供一种新的途径。

聚合物电解质在聚合物锂离子电池中起着电解质和隔膜的双重作用，是电池的一个关键组件，其性能的提高需要深入研究聚合物材料体系的结构和性能的关系。本项目创新性地提出了聚氨酯/聚偏氟乙烯纳米纤维凝胶聚合物电解质体系，研究了该体系结构和性能关系及构效关系。（1）从聚合物膜材料性质入手，将纳米纤维膜制备技术与热交联改性技术相结合，对聚氨酯的软/硬段进行分子结构控制，研究了PEG型聚醚软段的链段长度、软/硬段配比、PVDF配比与纳米纤维网络结构和性能的关系；（2）从制备方法着手，研究了静电纺丝法制备工艺对聚合物电解质膜的聚集态结构和性能的影响；（3） 探明了膜制备-膜结构-膜性能关系，得出了最佳的制备工艺；（4） 通过PU对PVDF纳米纤维膜改性，提高了纳米纤维凝胶电解质膜的高温尺寸稳定性、提高了膜的保液能力、电化学性质；（5）制备出了具有良好的电化学性能和力学性能及高温结构稳定性的纳米纤维网络状结构的聚合物电解质。本项目的研究为聚合物电解质的设计和制备提供一种新途径。