固體聚合物電解質(zhì)簡(jiǎn)析

時(shí)間：2022-03-15作者：蘇州亞科科技股份有限公司瀏覽：106

固體聚合物電解質(zhì)逐漸是鋰離子電池電解液的研究重點(diǎn)，它能夠兼顧傳統(tǒng)液體電解質(zhì)的導(dǎo)電性能以及固體樹脂化合物的易加工、易成型特性，可有效改善鋰離子電化學(xué)性能及安全性能。固體聚合物電解質(zhì)在電子、醫(yī)療、空間技術(shù)、電致顯色、光電學(xué)、傳感器等方面有著廣泛的應(yīng)用。

固體聚合物電解質(zhì)的研究始于1973年Wright等人對(duì)聚氧化乙烯（PEO）與堿金屬離子絡(luò)合物導(dǎo)電性的發(fā)現(xiàn)。1979年，法國(guó)Armand等報(bào)道了PEO堿金屬鹽絡(luò)合物在40～60℃時(shí)離子電導(dǎo)率達(dá)10-5S/cm，且具有良好的成膜性，可用作鋰離子電池電解質(zhì)。 

固體聚合物電解質(zhì)由高分子主體物和金屬鹽兩部分復(fù)合而成，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電的原理：是在傳統(tǒng)的樹脂材料中引入具有導(dǎo)電特性無機(jī)鹽。在充放電過程中，無機(jī)鹽中的導(dǎo)電離子通過與高分子鏈上官能團(tuán)的吸附、解析作用實(shí)現(xiàn)離子遷移。

近年來，固體聚合物電解質(zhì)的研究**了很大進(jìn)展，研究人員開發(fā)出了多種新型的固體聚合物電解質(zhì)。

斯坦福大學(xué)崔屹教授^[1]將PEO/LiTFSI填充到僅有8.6 μm厚的多孔聚酰亞胺（PI）膜中，設(shè)計(jì)了一種**薄的8.6微米厚的納米多孔“PI / PEO / LiTFSI”結(jié)構(gòu)的固態(tài)電解質(zhì)，賦予了電解質(zhì)較好的柔性和安全性，為解決**薄電解質(zhì)膜易短路的問題提供了新思路，用該電解質(zhì)組裝的全固態(tài)鋰離子電池具有非常好的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性。

北京科技大學(xué)的連芳教授團(tuán)隊(duì)^[2]以他們?cè)诰垡蚁┐伎s醛（PVFM）硼基單離子導(dǎo)體聚合物電解質(zhì)（簡(jiǎn)稱LiPVFM）的研究積累為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)高濃度鋰鹽（LiTFSI）在LiPVFM基體中的溶解，設(shè)計(jì)合成了新型“Salt-with-Salt”雙鋰鹽型柔性固態(tài)聚合物電解質(zhì)。雙鋰鹽型固態(tài)電解質(zhì)具有顯著提高的室溫離子電導(dǎo)率5.7×10-4 S cm-1、高鋰離子遷移數(shù)0.79、優(yōu)異的抗拉強(qiáng)度以及塑性變形能力，應(yīng)用該電解質(zhì)的固態(tài)金屬鋰電池表現(xiàn)出了較高的安全性。


參考文獻(xiàn)：

1.Yi Cui ,Jian Qin ,etal.Ultrathin, flexible, solid polymer composite electrolyte enabled with aligned nanoporous host for lithium batteries.Nature Nanotechnology volume[J]/articles/s41565-019-0465-3

2.Fang Lian*, Hong-yan Guan, Yan Wen, Xiao-rong Pan, Polyvinyl formal based single-ion conductor membranes as polymer electrolyte for lithium ion batteries, Journal of Membrane Science, 2014, 469: 67-72.


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