發(fā)布時間：2018-04-05 21:11

  本文選題：聚碳酸酯　切入點：固態(tài)聚合物電解質(zhì)　出處：《高分子學報》2017年06期

【摘要】：液態(tài)鋰離子電池由于采用易泄露、易揮發(fā)、易燃燒的碳酸酯有機溶劑,在高溫或極端條件下使用時,存在極大的安全隱患.使用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解液,可以從根本上避免此類安全問題的發(fā)生,與此同時還可以大幅度提升固態(tài)鋰電池的能量密度.固態(tài)電解質(zhì)又分為無機固態(tài)電解質(zhì)和聚合物固態(tài)電解質(zhì)2大類.無機固態(tài)電解質(zhì)能夠在寬的溫度范圍內(nèi)保持化學穩(wěn)定性,并且電化學窗口較寬,機械強度更高,室溫離子電導率較高,但脆性較大,柔韌性差,制備工藝復雜,成本較高.聚合物固態(tài)電解質(zhì),室溫離子電導率偏低,難以滿足室溫鋰離子電池的應(yīng)用,但其加工成型容易,形狀可變.比較而言,固態(tài)聚合物電解質(zhì),更適宜大規(guī)模生產(chǎn),離產(chǎn)業(yè)化相對更近.固態(tài)聚合物電解質(zhì)中研究較多的是聚醚基固態(tài)聚合物電解質(zhì)(如聚環(huán)氧乙烷和聚環(huán)氧丙烷),但其缺點是室溫離子電導率低,需要對其改性或進一步開發(fā)綜合性能更加優(yōu)異的其他固態(tài)聚合物電解質(zhì).聚碳酸酯基固態(tài)聚合物電解質(zhì)由于其特殊的分子結(jié)構(gòu)(含有強極性碳酸酯基團)以及高介電常數(shù),可以有效減弱陰陽離子間的相互作用,提高載流子數(shù)量,從而提高離子電導率,因此被認為是一類非常有前途的固態(tài)聚合物電解質(zhì)體系.基于此,本文重點綜述了最近研究熱點的聚碳酸酯基固態(tài)聚合物電解質(zhì),包括聚(三亞甲基碳酸酯)體系、聚(碳酸丙烯酯)體系、聚(碳酸乙烯酯)體系和聚(碳酸亞乙烯酯)體系等,并詳細闡述了上述每種聚碳酸酯基固態(tài)聚合物電解質(zhì)的制備、電化學性能、優(yōu)缺點及改性手段,歸納出其離子配位-解配位過程和離子擴散機制,還對聚碳酸酯基固態(tài)聚合物電解質(zhì)的未來發(fā)展方向和研究趨勢望進行了預(yù)測和展望.
[Abstract]:Due to the use of organic solvent of carbonate which is easy to leak, volatilize and burn, the liquid lithium ion battery has great safety hidden danger when it is used under high temperature or extreme conditions.The use of solid electrolyte instead of liquid electrolyte can fundamentally avoid such safety problems and at the same time can greatly increase the energy density of solid-state lithium batteries.Solid state electrolyte is divided into inorganic solid electrolyte and polymer solid electrolyte.Inorganic solid electrolyte can maintain chemical stability in a wide temperature range, and the electrochemical window is wider, the mechanical strength is higher, the ionic conductivity at room temperature is higher, but the brittleness is larger, the flexibility is poor, the preparation process is complex and the cost is high.The polymer solid electrolyte has low ionic conductivity at room temperature, so it is difficult to meet the application of room temperature lithium ion battery, but it is easy to be processed and molded, and its shape is variable.In contrast, solid polymer electrolytes are more suitable for mass production and closer to industrialization.Polyether-based solid polymer electrolytes (such as poly (ethylene oxide) and poly (propylene oxide)) are studied in solid polymer electrolytes, but their disadvantages are low ionic conductivity at room temperature.Other solid polymer electrolytes with better comprehensive properties need to be modified or further developed.Because of its special molecular structure (containing strong polar carbonate groups) and high dielectric constant, polycarbonate based solid polymer electrolytes can effectively attenuate the interaction between anions and increase the number of carriers.Therefore, it is considered as a very promising solid polymer electrolyte system.Based on this, the recent research focus on polycarbonate based solid polymer electrolytes, including poly (trimethylene carbonate) and polypropylene carbonate systems, is reviewed in this paper.The preparation, electrochemical properties, advantages and disadvantages of polycarbonate based solid polymer electrolytes were described in detail.The ion coordination and dissociation process and the ion diffusion mechanism are summarized. The future development direction and research trend of polycarbonate based solid polymer electrolyte are also predicted and prospected.
【作者單位】： 昆明理工大學化學工程學院;青島市儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院中國科學院青島生物能源與過程研究所;
【基金】：中國科學院納米戰(zhàn)略先導專項(項目號XDA09010105) 山東省自然科學基金(基金號ZR2013FZ2001)資助項目
【分類號】：TM912

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