鉅大LARGE | 點擊量:447次 | 2023年11月22日
鋰電池聚合物電解質(zhì)有什么種類
鋰離子電池聚合物電解質(zhì)按其形態(tài)可分為凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)和固體聚合物電解質(zhì)(SPE),其重要差別在于前者含有液體增塑劑,而后者沒有。電池體系離子載流子,對電子而言必須是絕緣體。用于二次鋰離子電池中的聚合物電解質(zhì)必須滿足化學(xué)與電化學(xué)穩(wěn)定性好,室溫電導(dǎo)率高,高溫穩(wěn)定性好,不易燃燒,價格合理等特性。聚合物電解質(zhì)的基體類型重要有:同種單體的聚合物、不同單體的共聚物、不同聚合物的共混物及其它對聚合物改性的聚合物等,常見的聚合物基體有PE0、PP0、PAN、PVC、PVDC等。基體的結(jié)構(gòu)、芬子量、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T)、結(jié)晶度等都會影響聚合物電解質(zhì)離子電導(dǎo)率、電化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械性能等,如T,較低、結(jié)晶度不高的聚合物電解質(zhì)會有較高的離子電導(dǎo)率,而新增基體的T,或分子量、聚合物共混可提高聚合物電解質(zhì)的機(jī)械性能。
聚合物在GPE中重要起骨架支撐用途。
固體SPE中的聚合物都可以用作凝膠聚合物電解質(zhì)的聚合物。至今研究的用于聚合物鋰離子電池的聚合物重要有如下門幾種類型:聚醚系(重要為PE0)、聚丙烯睛(PAN)系、聚甲基丙烯酸酯(PVMA)系、聚偏氟乙烯(PVDF)系、聚麟嗪和其他類型。
為了提高凝膠聚合物的力學(xué)性能及導(dǎo)電能力,目前通常采用共聚、交聯(lián)、嫁接等方法生成交鏈聚合物。但是對能共聚且能提高電導(dǎo)率的聚合物必須滿足下列條件:①共聚物與鋰鹽的相容性好;②為防止捕獲陽離子,與鋰離子的用途不能太強(qiáng);③共聚物優(yōu)選含有極性區(qū),這樣既能保證力學(xué)性能,又能影響導(dǎo)電性。
將電解質(zhì)鹽溶解在聚合物中可得到固體聚合物電解質(zhì)(SPE)。通常而言,固體聚合物電解質(zhì)的導(dǎo)電機(jī)制是,首先遷移離子如鋰離子等與聚合物鏈上的極性基團(tuán)如氧、氮等原子配位,在電場用途下,隨著聚合物高彈區(qū)中分子鏈段的熱運動,遷移離子與極性基團(tuán)不斷發(fā)生配位與解配位的過程,從而實現(xiàn)離子的遷移。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在凝膠型聚合物電解質(zhì)中,整個體系可以看成是堿金屬和有機(jī)增塑劑形成的電解液均勻分布在聚合物主體的網(wǎng)格中。聚合物重要表現(xiàn)為其力學(xué)性能,對整個電解質(zhì)膜起支持用途,而離子的輸運重要發(fā)生在其中的液體電介質(zhì)中。當(dāng)有機(jī)溶劑作為增塑劑而添加到固體電解質(zhì)中時,原來的固體聚合物電解質(zhì)就變成凝膠聚合物電解質(zhì),它具有液體電解質(zhì)的高離子電導(dǎo)率,同時又具有良好的加工性能,因此可持續(xù)生產(chǎn),安全性高,不僅可充當(dāng)隔膜,還能取代液體電解質(zhì),應(yīng)用范圍廣。
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