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聚合物鋰電池的發展歷程
發布時間:2012-03-19 16:39:56  來源:鉅大電子鋰電池事業部

?????? 聚合物鋰離子電池是一種全新結構的鋰離子電池。聚合物鋰離子電池的出現是鋰離子電池發展歷史上的一個重大突破。聚合物鋰離子電池在電池結構和電池制造工藝上都與液態鋰離子電池有著根本的區別:首先,這種電池的電解質是以固態或膠體的形式存在的,沒有自由液體,因而加工性和可靠性大大提高,不需要金屬外殼,可以制成全塑包裝,減輕重量。其次,電解質可以同塑料電極疊合,使高能量與長壽命結合起來,并且形狀和大小可調,使用范圍和銷路將大大拓寬,適用的范圍大大增加。再者,由于電解液被聚合物中的網絡所捕捉,均勻地分散在分子結構中,因而電池的安全性也大大地提高。
?????? 1973年,Wright等人發現聚醚堿金屬鹽復合物有較高的離子導電性,1975年Feullade和Perche又發現PEO,PAN,PVDF等聚合物的堿金屬鹽配合物具有離子導電性,并制成了PAN和PMMA基的離子導電膜,1979年Armand等人把這類聚合物于制造鋰電池,在世界范圍內展開了聚合物。電解質的開發研究。目前,已開發的聚合物電解質有PEO基、PMMA基、PAN基、PVdF基、PVC基等聚合物,在這類聚合物基礎上形成的共聚合物電解質有P(VdF-HFP)、P(AN-MMA-ST)、P(VC-VAc)等。
?????? 最早在鋰二次電池應用的聚合物電解質有PEO與鋰鹽形成的配合物體系,但由于該體系在室溫下的電導率僅為10-9S.cm–1,因此未能得到工業應用。后來發現采用共混合并在聚合物電解質中加人增塑劑可以顯著提高聚合物電解質的電導率。因為加人的增塑劑是低分子聚合物或液態有機溶劑,它與高聚物鏈相互作用,可阻礙聚合物鏈的規整排列和抑制結晶,從而提高聚合物電池的電導率。增塑劑除能降低聚合物的結晶度外,還能降低聚合物的玻璃化溫度Y\,增加聚合物鏈的活動能力。
?????? 常用的增塑劑有EC,PC,DMC,DEC,DBP,)-BI和低分子聚合物。常用的有機溶劑是NMP,THF,乙腈、丙酮等。通過加入增塑劑的方法合成的聚合物電解質的電導率可以達到10-+S?cm-1以上。在PAN或PVC等聚合物中加入高比例的液體增塑劑,可以合成凝膠聚合物電解質,這類聚合物電解質的電導率可以達到10-aS?cm叫,已接近液態鋰離子電池用的有機電解質的電導率,已在聚合物鋰離子電池中得到工業應用。


聚合物鋰電池的發展歷程



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