本文關(guān)鍵詞：鋰電池用全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的研究進(jìn)展

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【摘要】：目前大規(guī)模商業(yè)化的鋰二次電池普遍采用有機(jī)碳酸酯類的液態(tài)電解質(zhì),易泄露、易燃燒、易爆炸等安全問題限制了該類電解質(zhì)的進(jìn)一步應(yīng)用。全固態(tài)聚合物電解質(zhì)(all-solid-state polymer electrolytes,ASPEs)電池具有安全性能好、能量密度高、工作溫度區(qū)間廣、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),是鋰離子電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。ASPEs通常還具有優(yōu)異的力學(xué)性能,可以很好地抑制鋰金屬電極在充放電過程中的枝晶生長(zhǎng),所以在鋰金屬電池領(lǐng)域也具有十分重要的應(yīng)用前景。作者綜述了研究較多的幾種ASPEs體系,包括聚氧化乙烯(PEO)基體系、聚碳酸酯基體系、聚硅氧烷基體系、聚合物鋰單離子導(dǎo)體體系。PEO基ASPEs是研究最早且研究最多的一類ASPEs材料,但其高結(jié)晶性造成室溫Li+遷移困難、離子電導(dǎo)率低等問題,所以研究人員研發(fā)了一系列降低PEO結(jié)晶度、提升體系離子電導(dǎo)率的改性手段。聚碳酸酯基ASPEs主鏈結(jié)構(gòu)中含有強(qiáng)極性碳酸酯基團(tuán)而且室溫?zé)o定形態(tài),使得鋰鹽更容易解離,且室溫離子電導(dǎo)率一般較PEO基要高,是比較有潛力的PEO基ASPEs替代材料。除了碳鏈聚合物,玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低的聚硅氧烷基ASPEs體系也因?yàn)槠漭^高的離子電導(dǎo)率受到研究人員關(guān)注。在鋰電池充放電過程中,Li+才是有效載荷子,電解質(zhì)中陰離子的遷移會(huì)增加電解質(zhì)體系的濃差極化,所以陰離子不發(fā)生遷移、Li+遷移數(shù)接近于1的聚合物鋰單離子導(dǎo)體也是一類具有研究?jī)r(jià)值的ASPEs材料。最后,本綜述討論了全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用前景及未來(lái)發(fā)展方向,指出了PEO基體系的研究重點(diǎn)在于發(fā)展有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體系、聚碳酸酯基體系的研究重點(diǎn)在于發(fā)展與其它聚合物的共混體系、聚硅氧烷基體系的研究重點(diǎn)在于增強(qiáng)體系力學(xué)性能、聚合物鋰單離子導(dǎo)體體系的研究重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)離子電導(dǎo)率更高的新型聚陰離子鋰鹽。
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過程研究所;
【關(guān)鍵詞】： 全固態(tài)聚合物電解質(zhì) 鋰電池 離子電導(dǎo)率 趨勢(shì)
【基金】：山東省自然科學(xué)基金(ZR2015QZ01) 青島市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才項(xiàng)目(13-CX-10) 中科院先導(dǎo)專項(xiàng)(XDA0901011)
【分類號(hào)】：O631.23;TM912
【正文快照】： 1池用聚合物電解質(zhì),E-mail:duab@qibebt.ac.cn;通訊聯(lián)系人:崔光磊,研究員,主要研究方向?yàn)殡娀瘜W(xué)能源材料,E-mail:cuigl@qibebt.ac.cn;劉志宏,研究員,主要研究方向?yàn)楦裟づc電解質(zhì)材料,E-mail:liuzh@qibebt.ac.cn。and amorphous state at room temperature,which may be altern

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本文編號(hào)：1104087