锂离子电池用聚合物固体电解质的研究及展望

聚合物固体电解质是制备高功率密度,高能量密度,长循环寿命的锂离子电池的关键材料之一。本文介绍了聚合物固体电解质的制备及基本性能,论述了不同品种聚合物固体电解质的制备方法,并根据存在的问题,提出发展方向。     

锂离子电池用凝胶聚合物电解质研究进展

凝胶聚合物电解质既具有固态聚合物电解质良好的力学加工性能和安全性能,又具有传统液态电解质较高的室温离子电导率。但凝胶聚合物电解质由于室温离子电导率低、力学强度较差的缺点限制了其在锂离子电池上的应用。结合目前研究的最新进展,本文针对几种常用凝胶聚合物电解质体系聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚乙烯醇缩醛进行了综述,对其制备方法以及通过聚合物调控、加入无机填料和复合离子液体进行改性处理做了较全面的介绍,并探讨了凝胶聚合物电解质的应用前景。     

锂离子电池聚合物电解质研究进展

综述了二次锂离子电池聚合物电解质的最新研究进展,对不同类型的聚合物电解质按其基体进行分类,包括常见的几种聚合物基体以及近年来发展起来的几种新型聚合物基体。对于每类基体相关的研究成果,主要关注的是电化学性能。对一些性能优异的聚合物电解质体系及其相应的制备方法,给出了较为全面的概述。与使用液体有机电解质的二次锂离子电池相比...     

基于OMMT/PVDF-HFP的锂离子电池用复合聚合物电解质

对蒙脱石进行改性,并用直接挥发溶剂法制备有机蒙脱石/聚偏氟乙烯-六氟丙烯复合聚合物电解质。用扫描电子显微镜和X射线衍射等对所制电解质性能进行表征,用交流阻抗和充放电实验研究聚合物电池的电化学性质。结果表明：直接挥发溶剂法制得的复合聚合物膜呈蜂窝状,孔穴丰富,强度增加,浸取电解液后室温离子电导率为1.51 mS/cm,电化学稳定窗口为5.5V;以LiCoO₂为正极制得的聚合物电池0.1C充放电,50次循环后容量保持率达到95.3%,倍率放电能力较好,有机蒙脱石的加入可改善电池的电极界面性质,提高电池充放电循环性能。     

锂离子二次电池用全固态聚合物电解质的研究进展

对固体聚合物电解质的发展历程以及对全固态聚合物电解质中的离子传导作了介绍,着重对提高室温电导率的途径进行评述,并结合自己的工作对其存在的问题和今后的发展作出展望.     

锂离子二次电池纳米复合聚合物电解质研究进展

聚合物锂离子电池具有重量轻，比能量高，安全性能好等优点，是本世纪发展的理想能源。锂离子电池用聚合物电解质的研究包括全固态聚合物电解质（SPE），凝胶聚合物电解质（GPE）和复合聚合物电解质（CPE）。本文重点综述了纳米复合聚合物电解质在锂离子电池中的应用研究进展及展望。     

塑料锂离子电池用聚合物电解质性能表征

以导电聚合物作为电解质的塑料锂离子电池被认为是迄今锂电池发展最新水平，研制性能优良的聚合物电解质是生产该种锂离子电池的关键技术，因此对聚合物电解质的表征是必不可少的步骤，电导率，扩散系数，迁移数和电化学窗口是表征聚合物电解质的重要指标，文中介绍了塑料锂离子电池用聚合物电解质性能的表征方法，给出了交流阻抗，浓差极化，断电流，线性伏安扫描等实验方法，并对其作为分析和讨论。     

锂离子电池聚合物电解质的研发与挑战

锂离子电池因具有能量密度高、输出电压高、循环寿命长和自放电率低等优点而在化学电源领域备受关注,高性能锂离子电池被认为是未来储能器件的发展方向。电解质是锂离子电池必不可少的组成部分,不仅在正负电极之间起着传导电流和输运离子的作用,而且在很大程度上决定了电池的工作机制,是电池比能量、安     

凝胶聚合物电解质用于锂离子电池的研究进展

电解质在电化学储能中起着至关重要的作用。在锂离子电池(LIB)中,液体电解质(LE)在几十年的发展中表现出了优异的性能,如高的离子电导率(10^-3S/cm)和与电极良好的接触。然而,LE中的安全问题以及由枝晶生长引起的性能退化严重阻碍了LIB的实际应用。因此,聚合物电解质(PE)有望取代LE。固体聚合物电解质(SPE)虽然有很好的安全性和机械性能,但其受温度限制,离子电导率较低,且与电极接触较差,电池循环性较差。凝胶聚合物电解质(GPE)结合两者的优点,被认为是现有有机液体电解质的有效替代品,它可以用来制造更安全的锂电池。对现有聚合物基体的交联、共聚和混合改性——能够提高电解质的电化学性能的方法进行了综述。同时也对GPE在LIB中的最新研究进展进行了综述,并介绍了新型生物基凝胶电解质基体。最后,展望了制造性能优异的基于GPEs的LIB电池面临的挑战和发展方向。     

全固态锂离子电池用PEO基聚合物电解质的研究进展

锂离子电池作为重要的能量储存元件在消费类电子产品、电动汽车和可再生能源存储等领域具有广泛的应用。传统液态电解质锂离子电池受到能量密度低、安全性差等诸多缺陷的限制,采用固态电解质替代液态电解质制备新型固态锂离子电池目前备受关注。PEO基固态聚合物电解质由于其设计简单、易于制造、使用安全等优点已被认为是替代传统液体电解质的首选。介绍了当前PEO基聚合物电解质的主要研究种类、特点和性能;阐述了锂离子在PEO基聚合物电解质中的导电机制;分析了与PEO络合的锂盐种类对聚合物电解质的电导率的影响规律;在此基础上提出了几种改善PEO基聚合物电解质性能的措施和方法。     

侧链枝化的磷酸酯型聚合物电解质的合成与性能研究

以聚乙二醇200、二乙二醇单甲醚等与三氯氧磷反应制备得到枝化结构的磷酸酯单体,其末端为丙烯酸酯基团。紫外引发聚合制备聚合物电解质,考察了磷酸酯单体的分子量、温度、盐浓度对聚合物电解质电导率的影响。研究表明,在测试盐浓度下,复合体系的最大室温电导率对应的LiClO4盐浓度都为5%,PEP200_3与LiClO4复合后室温电导率最高,可达1.80×10-5S/cm。     

电致变色器件用聚合物电解质材料的研究进展

阐述了电致变色器件的工作原理、各层材料组成及其特点，着重讨论了聚合物电解质层的种类和其性能特点，评述了电致变色器件用聚合物电解质材料的最新研究进展，并展望了其应用前景和发展方向。     

Al4B2O9纳米棒改性制备优异综合性能的固体聚合物电解质

随着储能设备和电力驱动产品的激增,特别是电动汽车的大规模推广应用,全固态电池被认为是最有可能解决电动设备日益严峻的安全问题和高能量密度需求的策略之一.本文报道了一种Al4B2O9纳米棒改性的聚环氧乙烷(PEO)基固体聚合物电解质(ASPE),其具有高离子电导率、宽电化学窗口、良好的机械性能和阻燃性能.具体来说,因为Al...     

超支化聚醚复合聚合物固体电解质的研究

以环氧丙醇的自缩合开环聚合(SCROP)制备了超支化聚醚,引入甲基丙烯酰氧基团改性、掺杂LiclO4后制备了光固化聚合物固体电解质.以1H-NMR、13C-NMR、FTIR、DSC、GPC对超支化聚醚及改性结构进行了表征.该超支化聚醚的玻璃化温度Tg为-38.1℃,在与GMA的反应中,27.2%的聚醚羟基与GMA发生了反应.接枝GMA后,玻璃化温度Tg为-37.5℃,GPC测得的重均分子量为5820,分子量分布为1.66;发现LiClO4的用量对电导率有较大影响,当EO/Li =6时,室温下聚醚固体电解质的离子电导率为1.6×10-5s/cm.     

直接挥发法制备无纺布增强型聚合物电解质

以N,N-二甲基-甲酰胺(DMF)为溶剂, 采用直接挥发法制备无纺布增强型聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)聚合物电解质, 并以锂为负极制备了聚合物电池.用扫描电子显微镜、交流阻抗和循环伏安对所制聚合物膜性能进行了表征,用充放电实验对所制聚合物电池电化学性能进行了测试.实验结果表明,直接挥发法制得的聚合物膜孔穴丰富,微孔呈蜂窝状,吸液率为280%,电化学稳定窗口为4.5V,浸取电解液后室温离子电导率为1.5mS/cm;以LiCoO2为正极制得的聚合物电池0.1C充放电, 放电平台为3.9V左右, 首次放电容量为137.5mAh/g,20次循环后容量保持在134mAh/g以上,充放电库仑效率高于95%,0.5C放电时放电平台为3.7V,0.5和1C放电分别能保持0.1C放电容量的96%和93%.     

Recent developments in garnet based solid state electrolytes for thin film batteries

This paper reviews the current status of, and new progress in, the field of solid state electrolytes (SSE) for lithium ion batteries. In addition to a review of current technologies, we are also presenting our novel results on pulsed laser processing of garnet based SSEs, specifically Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO). LLZO powders with a tetragonal structure were prepared by a sol–gel technique, then a pulsed laser annealing process was employed to covert the powders to cubic LLZO without any loss of lithium. The tetragonal LLZO exhibited a Li ion conductivity of 1.8 × 10⁻⁷ S/cm, whereas the laser annealed cubic LLZO showed a Li ion conductivity of 1.0×10⁻⁴ S/cm at room temperature. A systematic study of the effect of pulsed laser annealing (PLA) on the crystal structure, morphology, composition, and ionic conductivity of LLZO was performed via X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) measurements. These results demonstrate that PLA is a powerful processing technique for synthesizing the high ionic conductivity cubic phase of LLZO at relatively low temperatures, as compared to conventional methods.     

PEO基固态聚合物电解质膜的静电纺丝制备及性能EI北大核心CSCD

PEO基固态聚合物电解质被认为是目前固态锂电池领域极具产业化前景的固态电解质。为适应工业化生产,采用静电纺丝技术制备PEO/LiClO_(4)固态聚合物电解质(SPE),研究纺丝电压、纺丝液质量浓度和锂盐含量对SPE纤维膜形貌和直径的影响。通过扫描电子显微镜观察SPE中纤维的形貌,利用Image J软件分析SPE纤维的直径。通过DSC,XRD,FTIR-ATR和拉伸测试等手段对静电纺丝制备的SPE纤维膜的组成、结构、性能等进行研究。结果表明:当纺丝电压为15 kV、PEO/LiClO_(4)纺丝液质量浓度为6%、[EO]∶[Li^(+)]=10∶1(摩尔比)时,静电纺丝方法制备的PEO/LiClO_(4) SPE纤维膜具有较好的纤维形貌,平均直径为557 nm,分布均一;当[EO]∶[Li^(+)]=10∶1时,SPE纤维膜中PEO的熔点仅为53.8℃,结晶度低至18.9%;电解质在30℃时的离子电导率达到5.16×10^(-5)S·cm^(-1),同时具备良好的电化学稳定性和界面稳定性。     

锂离子电池凝胶聚合物电解质制备技术进展

综述了近几年锂离子电池凝胶聚合物电解质的制备技术进展,主要介绍了溶液浇铸法、倒相法和现场聚合等工艺的优缺点。现场聚合工艺流程简单、产品成本低,有极其广阔的发展前景。通过添加无机纳米粒子改善凝胶聚合物电解质的性能是目前的研究热点和发展趋势。