DOI:10.1016/j.electacta.2020.137339

分别通过标准静电纺丝和溶液浇铸技术制备了无溶剂聚合物电解质。采用静电纺丝法制备了一系列具有不同平均纤维直径和不同表面密度的纳米纤维电解质。此外，浇铸了不同厚度的聚合物薄膜。结果表明，通过制备更细的纤维，结晶区和游离锂离子的比例得以提高。具有较高厚度的溶液浇铸电解质显示出较低的自由离子和较少的非晶相。纳米纤维垫的离子电导率在0.062至0.172 mS.cm-1之间。而溶液浇铸膜的离子电导率较低，为0.006-0.008 mS.cm-1。随着纳米纤维垫和溶液浇铸垫表面密度的增加，其体电阻增大。另外，所制备的无溶剂电解质符合阿累尼乌斯行为。具有最高离子电导率的纳米纤维和溶液浇铸电解质显示出最高的介电参数值。与溶液浇铸膜相比，优化的初纺膜具有更高的比容量和法拉第电流密度。结果表明电纺膜是锂离子电池无溶剂电解质的理想选择。

图1.制备电纺和溶液浇铸电解质的合成步骤示意图。

图2.用不同进料速度和注射器针规制备的电纺膜的FESEM图像和纤维直径分布直方图。

图3.电纺垫的平均孔径、总孔隙率和平均纤维直径。

图4.不同厚度的溶液浇铸聚合物薄膜的FESEM图像。

图5.（a和b）纳米纤维和溶液浇铸膜的傅里叶变换红外光谱，（c）样品NPE7中键合和游离的ClO4-阴离子，以及（d）所制备电解质的自由离子部分。

图6.（a和b）电纺膜和溶液浇铸电解质的X射线衍射图，（c）样品NPE7的非晶和结晶区，以及（d）所制备电解质的非晶相。

图7.用不同进料速度、表面密度和针规制备的电纺电解质的奈奎斯特图。

图8.（a）溶液浇铸聚合物薄膜的奈奎斯特图以及（b）初始厚度和实际厚度。

图9.（a）电纺和聚合物膜电解质的温度依赖性电导率和（b）活化能。

图10.纳米纤维电解质和溶液浇铸电解质的频率依赖性介电常数和介电损耗。

图11.（a）静电纺丝和（b）溶液浇铸膜的损耗正切与频率的关系图。

图12.（a）电纺无溶剂电解质的σi与σr的关系图以及（b）σr与频率的关系图。

图13.（a）含NPE 7和FPE 2无溶剂电解质的LiFePO4|聚合物电解质|石墨电化学电池的CV图和（b）比容量。