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商业化的锂离子电池主要使用液体电解质,其中的有机溶剂在高温下易分解爆炸,影响锂离子电池的安全性能。此外,有机液体电解质限制了锂离子电池的电化学窗口。在长时间充放电使用过程中会出现锂枝晶现象,影响锂离子电池的性能。因此,可用于锂离子电池的固体电解质有望解决上述问题,因而受到了广泛关注。但是,现有的固体电解质与液体电解质相比,离子电导率较低,而且还存在机械性能差、可加工性较差等问题,制约了锂离子固体电解质的应用。本文通过缩聚反应合成了刚性骨架上含鏻离子的离子型聚合物,在其中掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI),实现了室温下的锂离子快速传导。通过材料组成和制备条件的优化,确定了电导率最优的离子型聚合物为四羟甲基鏻与4,4’-二氨基二苯砜缩聚生成的产物,并进一步研究了此种离子型聚合物的电化学性能和阻燃性能。本文研究成果如下:1.通过四羟甲基鏻盐与5种芳香二胺的缩聚,我们合成了 5种刚性骨架上含鏻离子的离子型聚合物。在所得离子型聚合物中掺入锂盐LiTFSI形成复合电解质。通过测试五种复合电解质的电导率,确定电导率最高的是聚(四羟甲基鏻-4,4’-二氨基二苯砜)三氟甲烷磺酰亚胺(TDS)掺杂锂盐形成的(LiTFSI)2-TDS。对(LiTFSI)2-TDS进行拉曼、红外、固体核磁、元素分析等表征,证明了 TDS具有刚性骨架结构,骨架上的鏻离子可与TFSI负离子结合,骨架上的砜基可以吸引锂离子,从而有效的分离Li-TFSI离子对,实现了锂离子的高效传输。在没有溶剂存在的情况下,该电解质在35℃下的离子电导率高达3.16×10-4 S cm-1,锂离子迁移率为0.68,优于绝大多数基于聚合物的固态锂离子导体。2.通过进一步研究(LiTFSI)2-TDS的电化学性能,确定了其离子传导的活化能为 0.36 eV,其电化学窗口高达 4.4 V(0.7-5.1 V)。(LiTFSI)2-TDS 与锂箔组成的电化学器件在325个电镀-盘剥循环(325小时)后,电极与电解质之间的界面接触得到改善,器件的性能更加稳定。在燃烧测试中,此固体电解质表现出良好的阻燃性能,极限氧指数高达32%,燃烧产生的气体中检测不出氮氧化物和一氧化碳等有毒气体。(LiTFSI)2-TDS具有良好的安全性能。