中國儲能網(wǎng)訊：目前大規(guī)模商業(yè)化的鋰二次電池普遍采用有機(jī)碳酸酯類的液態(tài)電解質(zhì)，易泄露、易燃燒、易爆炸等安全問題限制了該類電解質(zhì)的進(jìn)一步應(yīng)用。
全固態(tài)聚合物電解質(zhì)(all-solid-state polymer electrolytes，ASPEs)電池具有安全性能好、能量密度高、工作溫度區(qū)間廣、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，是鋰離子電池領(lǐng)域的研究熱點之一。ASPEs通常還具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可以很好地抑制鋰金屬電極在充放電過程中的枝晶生長，所以在鋰金屬電池領(lǐng)域也具有十分重要的應(yīng)用前景。
研究較多的幾種ASPEs體系，包括聚氧化乙烯(PEO)基體系、聚碳酸酯基體系、聚硅氧烷基體系、聚合物鋰單離子導(dǎo)體體系。
PEO基ASPEs是研究最早且研究最多的一類ASPEs材料，但其高結(jié)晶性造成室溫Li+遷移困難、離子電導(dǎo)率低等問題，所以研究人員研發(fā)了一系列降低PEO結(jié)晶度、提升體系離子電導(dǎo)率的改性手段。
聚碳酸酯基ASPEs主鏈結(jié)構(gòu)中含有強極性碳酸酯基團(tuán)而且室溫?zé)o定形態(tài)，使得鋰鹽更容易解離，且室溫離子電導(dǎo)率一般較PEO基要高，是比較有潛力的PEO基ASPEs替代材料。
除了碳鏈聚合物，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低的聚硅氧烷基ASPEs體系也因為其較高的離子電導(dǎo)率受到研究人員關(guān)注。
在鋰電池充放電過程中，Li+才是有效載荷子，電解質(zhì)中陰離子的遷移會增加電解質(zhì)體系的濃差極化，所以陰離子不發(fā)生遷移、Li+遷移數(shù)接近于1的聚合物鋰單離子導(dǎo)體也是一類具有研究價值的ASPEs材料。
關(guān)于全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用前景及未來發(fā)展方向，PEO基體系的研究重點在于發(fā)展有機(jī)-無機(jī)復(fù)合體系、聚碳酸酯基體系的研究重點在于發(fā)展與其它聚合物的共混體系、聚硅氧烷基體系的研究重點在于增強體系力學(xué)性能、聚合物鋰單離子導(dǎo)體體系的研究重點在于設(shè)計離子電導(dǎo)率更高的新型聚陰離子鋰鹽。
