什么是聚合物固態(tài)電解質(zhì)？聚合物固態(tài)電解質(zhì)的組成部分有哪些？

時(shí)間：2022-02-11作者：蘇州亞科科技股份有限公司瀏覽：244

聚合物固態(tài)電解質(zhì)是常見(jiàn)的固態(tài)電解質(zhì)之一，通常指含有聚合物材料且能夠發(fā)生離子遷移的電解質(zhì)。聚合物固態(tài)電解質(zhì)具有熱穩(wěn)定性好，對(duì)鋰穩(wěn)定性較高，循環(huán)性能較好，可制備成柔性薄膜電池等優(yōu)點(diǎn)，是目前從根本上解決商業(yè)鋰電池的安全問(wèn)題的較有希望**實(shí)現(xiàn)實(shí)際生產(chǎn)的固態(tài)電解質(zhì)。

聚合物固態(tài)電解質(zhì)由聚合物基體、鋰鹽和添加劑三大部分組成。

聚合物基體提供支撐骨架和離子傳遞介質(zhì)，要求對(duì)鋰鹽溶解性要好，鋰鹽在其中易離解、離解離子易擴(kuò)散。通常選用介電常數(shù)高、具有較化基團(tuán)，同時(shí)玻璃化轉(zhuǎn)換溫度較低的**聚合物。

鋰鹽能提供鋰離子，為提高聚合物體系中鋰離子濃度和遷移能力通常選用晶格能較低、陰離子電荷離域程度高、離散常數(shù)高、穩(wěn)定性好的鋰鹽。 常用鋰鹽有 LiPF₆、LiClO₄、LiBF₄、LiBOB、LiTFSI等。

添加劑可以是**液體及**小分子物質(zhì)、電解液、無(wú)機(jī)填料或離子液體等，目的是為了改善聚合物固態(tài)電解質(zhì)的綜合性能。**液體、**小分子物質(zhì)（如低聚物）及電解液又被稱為增塑劑，通常會(huì)使聚合物基體發(fā)生溶脹轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)，可大幅度提高離子電導(dǎo)率。常用的**液體有碳酸酯類如 DMC、DEC、PC、EC 等，**小分子物質(zhì)有 PEG（聚乙二醇）、PEGDMA（聚乙二醇二甲基丙烯酸酯）等。

無(wú)機(jī)填料作為添加劑可提高電解質(zhì)與電極間的界面性能，降低聚合物的結(jié)晶度和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率。無(wú)機(jī)填料可分為兩類：一種是惰性填料，本身不具備傳導(dǎo)離子能力，不直接參與離子傳導(dǎo)，例如 Al₂O₃、SiO2、TiO₂、BaTiO₃、沸石、黏土等；另一種是活性填料，通常是無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)，本身具有傳導(dǎo)離子能力，起著傳導(dǎo)離子及誘導(dǎo)電化學(xué)反應(yīng)的作用，如 γ-LiAlO₂、Li₃N、LAGP、LATP、LLTO、LLZO等。

綜上，鋰電池用聚合物固態(tài)電解質(zhì)是指各種鋰鹽加入至聚合物中，在通過(guò)添加劑以改善電解質(zhì)性能的電解質(zhì)體系，是能夠有效避免鋰電池漏液、內(nèi)部短路以及易燃易爆等安全性問(wèn)題的理想選擇。


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