胶态聚合物锂电池怎么样？

2022-11-10

聚合物锂电池

在锂聚合物电池的研究和开发中，用胶体聚合物电解质代替液体电解质是一个重要的发展。它能显著提高液态锂离子电池的安全性能，并易于加工成各种形状的薄膜，然后制成超薄、不同形状的电池，以适应电子产品小型化、薄型化、轻量化的发展。

凝胶聚合物电解质是一种潜在的聚合物电解质。它是由聚合物，增塑剂和锂盐通过相互溶解的方法形成的具有合适微观结构的聚合物网络。它利用固定在微观结构中的液体电解质分子实现离子传导。它具有固体聚合物的稳定性，可塑性和干态的特性以及液体电解质的高离子电导率。

胶体聚合物电解质电池的初始容量小于液体电解质电池，但随着充放电次数的增加，胶体聚合物电解质电池的比容量比液体电解质电池慢。这可能是因为元素硫和生成的硫化锂更容易溶解在液体电解质中，这初步表明胶体聚合物电解质可以有效地抑制反应中生成的硫化锂的不可逆溶解。两种类型的锂硫电池都具有更高的衰减率，尤其是前10次循环。

胶体电解质的电导率高于液体电解质，提高了锂电池的倍率放电性能。胶体电解质在高温下的放电平台较高，主要是因为温度高时离子的运动加快，电池的内阻降低，放电性能提高。凝胶聚合物电解质具有稳定的互穿聚合物网络，可有效保持电解质，在一定温度范围内具有良好的放电性能。

胶体电解质的电导率高于液体电解质，提高了锂电池的倍率放电性能。胶体电解质在高温下的放电平台较高，主要是因为温度高时离子的运动加快，电池的内阻降低，放电性能提高。凝胶聚合物电解质具有稳定的互穿聚合物网络，可以有效地保持电解质，并在一定的温度范围内具有更好的放电性能。

使用胶体聚合物电解质的电池的循环效率高于液体电解质电池的循环效率，并且其平均衰减率约为5%。经过几个循环，循环效率提高并保持恒定。胶体聚合物电解质的使用提高了新型锂硫电池的循环性能，提高了其比容量。

凝胶电解质在这一领域的应用有其很大的优势。凝胶电解质的合成为锂离子电池的高能量密度和小型化奠定了材料基础。由于其良好的加工性能，它可以制成超薄甚至压接的电池和电容器。在电致变色、光电化学电子学、医疗、空间技术等方面具有广阔的应用前景。

胶体聚合物锂电池的电解质已经商业化，但凝胶聚合物电解质的机械性能和离子电导率之间的矛盾尚未完全解决。目前的制备方法往往过于复杂和昂贵。

凝胶聚合物薄膜产品性能的一致性不令人满意。工艺复杂，残留溶剂对产品性能影响很大，电池价格高，因此在实际生产中很少使用。紫外辐射聚合法抛开了现有技术中昂贵复杂的聚合物成膜、成孔剂萃取、电解质吸入等工艺，简化了工艺流程，减少了所需设备，缩短了工艺时间，提高了生产效率，降低了产品成本。同时，聚合物锂离子电池的各种性能也将得到改善。相信随着技术的发展和社会对绿色安全电源的需求，紫外固化技术在聚合物锂离子电池制备中的应用必将迎来更大的发展。

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