DOI:10.1007/s10854-020-04818-1

电解质分离器系统的离子电导率和热稳定性是提高电池性能和安全性的重要参数。本工作以聚丙烯腈（PAN）为聚合物膜，含高氯酸镁（Mg（ClO4）2-PC）的碳酸丙烯酯为液体电解质，制备了高热稳定型凝胶聚合物电解质（GPE）。采用静电纺丝工艺制备了PAN基聚合物膜，其纳米纤维无珠且分布均匀。通过X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、热重分析、差示扫描量热法、离子电导率、线性扫描伏安法、镁离子迁移数和电化学阻抗谱等不同的物理和电化学技术对电纺PAN基GPE进行了表征。在30℃下，PAN的离子电导率为3.28 mS cm-1，而PP Celgard的离子电导率为1.97×10-4 mS cm-1。PAN的电化学稳定性为4.6V，并且与镁金属的界面稳定性良好。结果表明，PAN基GPE比聚丙烯（PP）Celgard膜具有更高的离子电导率和热稳定性。

图1.a）PAN粉末、原始膜和凝胶膜的XRD光谱，b）PAN原始膜和凝胶膜的FTIR光谱

图2.a）原始，b）凝胶聚合物膜的FESEM图像，c）PAN凝胶膜的元素图

图3.a）原始纤维，b凝胶聚合物膜的平均纤维直径

图4.a）原始PP Celgard和PAN膜以及b）电解液滴落后5s的数码照片，c）PAN基凝胶膜的机械稳定性和d）PAN基凝胶膜的柔性

图5.PAN基a）原始和b）凝胶膜的AFM图像

图6.a）原始PAN、PP Celgard和PAN凝胶膜的TGA，b）原始PAN和PP Celgard膜的DSC，c）数码照片显示原始（1）PP Celgard和（2）PAN的热稳定性

图7.a和b）在整个温度范围内的阻抗谱，c）PAN基凝胶膜的温度依赖性电导率图（logσ与1000/T）

图8.a）SS/GPE/Mg和SS/PP/Mg在0.1 mV s-1时的线性扫描伏安曲线，b）SS/GPE/SS电池在1.5V下偏置15分钟的DC极化曲线，c）Mg/GPE/Mg的计时安培曲线

图9.GPE与a）Mg金属，电池1（Mg/GPE/Mg），b）SS金属，电池2 SS/GPE/SS的界面稳定性随老化时间的变化；对称c）电池3，Mg/GPE/Mg，d）电池4，SS/GPE/SS的循环伏安曲线