Abstract
摘 要 本論文之研究首先是將PVdF-HFP與DBP以不同莫耳比混合，製得多孔性的PVdF-HFP高分子乾膜。將之浸泡於不同濃度的LiClO4/PC+EC液態電解液後，可得PVdF-HFP之高分子電解質濕膜。 製備完成後，我們先對PVdF-HFP高分子膜進行物性及表面型態分析如：TGA、SEM、孔隙度、透氣率以及DSC之量測。接著再進行各項電化學性質測定包括導電度量測、變溫導電度、cell之氣密性對導電度及界面阻抗之影響、電解質與鋰金屬於靜態下之界面阻抗隨儲存時間之變化以及卡片型電池之充放電測試以及界面阻抗在充放電前後變化情形之研究。 由實驗結果得知，隨著PVdF-HFP/DBP之莫耳比增加，由SEM可觀察出，高分子乾膜表面以及縱截面之morphology，會從平滑無孔的形態改變為一呈現多孔連通的形態。此外，高分子乾膜的孔隙度，孔徑分佈範圍以及透氣率也都隨著DBP的含量增加而增加。其中，PVdF-HFP（兩倍量DBP）之孔隙度已可達到30.5％，而其透氣率為8.5 ×10-4（cm3-cm/cm2-cm-Hg），已可與本實驗室之液態電解質所用之高透性PP膜相比擬。從DSC圖可觀察出，高分子乾膜經浸泡電解液後，其結晶度以及Tm都有減少的趨勢，顯示出高分子與電解液之間是有complexation的作用存在。 在電化學性質量測方面，實驗結果顯示出：以兩倍量DBP所製得的高分子乾膜，在吸收1M LiClO4/PC+EC的電解液後，其導電度可達到1.0 ×10-3 S/cm，且其溫度於 -20℃~60℃的範圍內，其導電度仍可維持在10-4 S/cm以上，顯示出此高分子電解質之溫度實用範圍寬廣；由LSV圖可觀察出，高分子電解質之氧化極限電位可達4.2~4.5V vs Li/Li+，均已達到目前高分子電解質所要的需求。此外，此高分子電解質與鋰金屬界面間之鈍化膜於室溫靜置下呈現穩定的情況，顯示出所形成的鈍化膜之緻密度較高，足以防止電解質與鋰金屬進一步反應劣化，這與其它高分子系統（如PAN、PEO）相比顯得較優越。 在充放電測試方面，卡片型電池經375次充放電後，其電容量從37.4 mAh/g降至6.5/g mAh（PAn = 0.34g，50 %放電深度（depth of discharge）），但其庫輪效率能可維持在95 ~ 100 % 之間。而從充放電前後之界面阻抗分析，我們推斷出電容量損失的原因，可能與界面阻抗隨充放電次數的增加而增加的因素有關。