题目：锂离子电池用PAN基凝胶电解质膜的制备及性能

本论文以丙烯腈(AN)单体为合成基体，引入甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯(MPGA)、丙烯酸锂(LiAc)等功能单体，采用乳液聚合方法制备了丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯二元共聚体（P(AN-MMA)）、丙烯腈-甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯二元共聚体(P(AN-MPGA))、丙烯腈-甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯-甲基丙烯酸甲酯三元共聚体（P(AN-MMA-MPGA)）、丙烯腈-甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯-丙烯酸锂三元共聚体(P(AN-MPGA-LiAc))和丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-甲氧基聚乙二醇单丙烯酸酯-丙烯酸锂四元共聚体(P(AN-MMA-MPGA-LiAc))，其中MPGA 是首次用于锂离子电池凝胶电解质领域。采用倒相法制备了各种共聚体的微孔膜，通过加热凝胶化法制备了含有1 mol/L的LiPF6/EC-DEC 的凝胶电解质。采用核磁共振（NMR）、红外光谱（FT-IR）、热分析（DSC,TG）、扫描电镜（SEM）及拉伸强度测试（TSE）等方法对所合成的共聚体和微孔膜的物理化学特性进行了表征，利用线性伏安扫描（LSV）、交流阻抗(ACI)及电池电化学测试等分析技术，对所制备的共聚物凝胶电解质的性能进行了较为系统的研究。研究结果表明：乳液聚合方法可以制备预期设计的共聚体，不同单体制备的聚合物膜呈现不同的微观结构，机械性能也有较大差异。电化学分析结果表明：所有共聚体凝胶电解质膜的室温电导率均在10-3S/cm 以上，电化学窗口也均高于4.5V，基本满足锂离子电池应用的要求。其中P(AN-MMA)二元共聚体系和P(AN-MMA-MPGA-LiAc)四元共聚体系具有优良的综合性能，其微孔干膜的断裂强度分别大于6MPa 和4.5MPa，断裂伸长率均大于10%；电化学窗口分别大于5V 和6.5V；电导率分别达到1×10-3S/cm 和2.7×10-3S/cm 以上。使用P(AN-MMA)凝胶膜的锂/磷酸铁锂电池，其放电倍率为0.12C时，首次放电比容量达136mAh/g，80 次循环后效率仍保持在99％左右。使用四元凝胶膜的锂/磷酸铁锂电池的首次放电比容量达到152mAh/g，28 次循环后效率保持在96％以上。