凝胶电解质的高离子电导率和热塑性

来源:钜大LARGE    2011-06-30 12:40:00    点击量:0

全固态聚合物电解质的室温电导率到前为止,还不能达到0.0001cm的水平,因此在一般的锂离子电池以及碳性电池方面还不能得到应用。在这样的背景下,作为液体电解质与全固态聚合物电解质的妥协产物,产生了凝胶聚合物电解质。由于它具有聚合物的良好加工性能,同时又具有液体电解质的高离子电导率,可连续生产,安全性高,不仅可充当隔膜,还能取代液体电解质,再加上聚合物的热塑性和成形技术,聚合物碳性电池可以做成多种形状,如平板形、方形等,应用范围比较广泛。自从1994年Bellcore公司宣布将凝胶聚合物电解质应用于聚合物碳性电池以来,其发展非常迅速。
凝胶聚合物电解质最早报道是在1975年,采用PAN和VDF-HFP交联共聚物与PC和电解质盐NH4CIO4制备的物理交联和化学交联凝胶。但是,一直到锂离子电池诞生以后,凝胶聚合物电解质的研究才得到迅速的发展。在凝胶聚合物电解质中,离子导电主要发生在液相增塑剂中,尽管聚合物纂体与锂离子之间存在相互作用,但是比较弱,对离子导电的贡献比例很小。主要是提供良好的力学性能,而聚合物的种类繁多,因此凝胶聚合物电解质的种类也比较多,随分类标准不同而得到不同的体系。从结构来分,有交联和非交联两种。一般而言,非交联凝胶聚合物电解质(按照高分子术语定义,这种膜应该称为冻胶)机械稳定性差。基本上不能应用于聚合物碳性电池。交联型凝胶聚合物电解质有两种形式:物理交联和化学交联。有关结构说明可参见参考文献。