高安全和高离子电导的双乙二酸硼酸锂基新型绿色复合聚合物电解质研究

本项目以最有可能替代当前商用锂离子电池电解液中六氟磷酸锂（LiPF6）的绿色双乙二酸硼酸锂（LiBOB）作为主要研究对象，系统研究高安全性的LiBOB基绿色聚合物电解质体系。针对该电解质体系的锂离子电导率亟待提高这一关键问题，拟利用无机纳米掺杂和有机小分子增塑等途径来解决。利用先进的材料（原位）表征和测量技术，结合理论计算，在多层次上（分子、纳米、微米）研究锂离子在聚合物电解质中的输运性质和规律，探索相应的调控策略，认识纳米复合体系中出现的新效应。深入探讨材料微观结构与其宏观物理化学性质之间的关系，开发出综合性能（包括成膜性能、机械强度、稳定温度区间、离子电导）优异的LiBOB基复合聚合物电解质材料体系，研究这类电解质材料与锂离子电池正负极之间的界面反应特性、稳定性和相容性，推动其在全固态锂离子电池中的应用。

通过对本项目的实施，我们深入研究了双乙二酸硼酸锂作锂盐时，多类复合聚合物电解质的组成、结构和电化学性能，并探讨了它们在锂离子电池，尤其是高温锂离子电池中应用的可能性。通过无机纳米掺杂、有机小分子增塑、高温聚合物骨架引入等途径，开发了一系列综合性能优异的LiBOB 基复合聚合物电解质材料体系。利用SEM、XRD、DSC、FTIR、EIS等材料表征和测量技术，并结合理论计算，对锂离子在聚合物电解质中的输运性质和规律有了新的认识，并深入探讨材料微观结构与其宏观物理化学性质之间的关系。同时，我们还拓展了本项目拟定的研究体系，研发出了一类与聚合物电解质具有优异匹配性能的自由基聚合物电极材料(PTVE, PTMA)，研究这类电解质材料与锂离子电池正负极之间的界面反应特性、稳定性和相容性，推动其在全固态锂离子电池中的应用。