锂离子电池用聚合物固体电解质的新进展
锂离子电池中聚合物电解质的研究进展_步爱秀
第44卷第4期 辽 宁 化 工 Vol.44，No. 4 2015年4月 Liaoning Chemical Industry April，2015收稿日期： 2014-12-15锂离子电池中聚合物电解质的研究进展步爱秀，谭 勇（沈阳理工大学环境与化工学院， 辽宁 沈阳 110159）摘 要： 聚合物电解质在锂离子电池中具有隔膜和电解质的功能，与传统的隔膜和电解质体系相比，改变了对电解液亲和性差，避免了液态电解液泄漏爆炸等安全问题，同时也简化了电池装备，便于电池外形设计。
本文介绍了聚合物电解质的初期发展及性能要求，综述了聚合物电解质组成、各组分作用及改性研究，概述了聚合物电解质出现的问题及未来研究重点。
关 键 词：锂离子电池； 性能要求； 固态聚合物电解质； 凝胶聚合物电解质中图分类号：TQ 325 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2015）04-0392-03锂离子电池因具有工作电压高、比能量大、无记忆效应、循环寿命长、自放电率低等优点，是各类电子产品的理想电源，也是未来电动汽车的理想轻型高能动力源，因此是二次电池的研发及应用的热点。
锂离子电池主要由正负电极、隔膜、电解质及外壳组成[1]。
隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，隔离正、负极避免电池短路，为电解液传输离子提供通道，所以隔膜的材料和结构影响锂离子电池的性能。
如影响电池的有效容量、倍率性能、循环寿命及安全性等[2, 3]。
随着锂离子电池的研究及应用，人们对隔膜和电解液的要求也越来越高。
目前商业化锂离子电池存在着隔膜对电解液亲和性差，以及液态电解液泄漏爆炸等安全隐患。
因此，增强隔膜和电解液的亲和性是目前研究的热点之一。
而聚合物电解质实现了隔膜与电解质一体化，很好的避免了这一问题的发生，同时聚合物电解质可塑性强，便于电池形状设计及装配。
可适应电子产品微型化、薄型化、轻型化的发展要求[4-7]。
1 聚合物电解质的初期发展及性能要求1973年，Wright 等[8]发表了聚氧乙烯(PEO)- KSCN 复合物导电性的研究结果，标志着人们对聚合物电解质研究的开始。
凝胶聚合物固体电解质
凝胶聚合物固体电解质凝胶聚合物固体电解质是一种新型的电解质材料，具有诸多优点，因此在能源领域中有着广泛的应用前景。
本文将介绍凝胶聚合物固体电解质的特点、合成方法及其应用，并提供一些建议和展望。
凝胶聚合物固体电解质由于其高离子传导率、优良的机械性能和较好的热稳定性等特点而备受关注。
相较于传统的液体电解质，凝胶聚合物固体电解质具有更好的安全性和稳定性。
因为它们具有较低的挥发性，能够有效防止电池发生漏液和爆炸等危险。
同时，凝胶结构赋予电解质较高的机械强度，使得电解质可以应对各种复杂的应力环境。
此外，凝胶聚合物固体电解质的高离子传导率可以提高能量存储器件的性能，使得电池具有更好的循环稳定性和较长的寿命。
针对凝胶聚合物固体电解质的合成方法，目前主要有溶胶-凝胶法、原位聚合法和模板法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法，通过将溶解的聚合物预体转变为凝胶状固体电解质，从而实现无机盐和聚合物的形成。
原位聚合法则是将单体直接在电解质中聚合生成聚合物固体电解质，简化了制备过程，提高了电解质的质量。
模板法则是在聚合物溶液中加入模板，使聚合物沉积在模板表面，形成具有规则孔道结构的固体电解质。
凝胶聚合物固体电解质在能源领域中有着广泛的应用前景。
首先，在锂离子电池中，凝胶聚合物固体电解质可以有效提高电解质的稳定性和安全性，避免了传统液体电解质中锂盐溶液的流动性和挥发性。
其次，在固态电池中，凝胶聚合物固体电解质的高离子传导率和可用于三维结构的特性，可以显著提高电极界面反应速率和电池的储能性能。
此外，凝胶聚合物固体电解质还可以应用于柔性电子器件和超级电容器等领域，具有重要的应用价值。
针对凝胶聚合物固体电解质的研究和应用，还有一些建议和展望。
首先，需要进一步研究和改进凝胶聚合物固体电解质的制备方法，提高其实用性和可扩展性。
其次，需要更深入地研究电解质中的离子传输机制，探索新的导电机制和材料设计策略，以提高离子传导率。
最后，凝胶聚合物固体电解质的应用还可以扩展到其他领域，如传感器、电解水和储能等，这将为可再生能源和可持续发展做出重要贡献。
高离子电导率、超薄的固态电解质膜,用于提高全固态锂电池
高离子电导率、超薄的固态电解质膜,用于提高全固态锂电池1.引言1.1 概述概述部分的内容可以按照以下方式编写：全固态锂电池作为一种新型的电池技术，具有高能量密度、安全性和循环寿命长等优点，被认为是未来电池领域的研究热点之一。
然而，要实现全固态锂电池的商业化应用仍然面临一些挑战，其中包括提高固态电解质膜的离子电导率和优化电池的性能。
离子电导率是固态电解质膜的关键性能指标之一。
提高离子电导率可以提高电池的充放电速率、功率密度和效率，从而改善电池的性能。
因此，研究人员致力于开发具有高离子电导率的材料和结构，以应对全固态锂电池中的离子输运问题。
另一方面，超薄的固态电解质膜在全固态锂电池中也扮演着重要角色。
超薄膜可以减小电解质的形变和粒子间的扩散距离，从而提高电池的稳定性和循环寿命。
此外，超薄膜还可以增加电池的能量密度和功率密度，并降低电池的体积和重量。
因此，本文旨在介绍高离子电导率和超薄固态电解质膜在提升全固态锂电池性能中的重要性。
首先，将探讨高离子电导率的重要性以及提高高离子电导率的方法。
然后，解释超薄固态电解质膜的概念和特点，并探讨其在提高全固态锂电池性能中的应用。
最后，总结高离子电导率和超薄固态电解质膜对全固态锂电池的重要性，并展望其未来的发展前景。
通过深入研究和应用高离子电导率和超薄固态电解质膜，有望改善全固态锂电池的性能，推动其在能源领域的广泛应用。
希望本文的内容能够为相关研究提供一定的参考和启示，促进全固态锂电池技术的进一步发展。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分介绍了文章的概述、结构和目的。
首先，我们将概述高离子电导率和超薄固态电解质膜对于提高全固态锂电池性能的重要性。
其次，我们将分析提高高离子电导率和应用超薄固态电解质膜的方法。
最后，我们将总结高离子电导率和超薄固态电解质膜的重要性，并展望全固态锂电池的发展前景。
正文部分将分为两个小节，即高离子电导率和超薄的固态电解质膜。
PEO基聚合物-陶瓷复合固体电解质研究进展
PEO 基聚合物-陶瓷复合固体电解质研究进展随着新能源汽车的快速发展，电动汽车越来越受到人们的关注。
其中，电池作为电动汽车的核心部件之一，其性能和稳定性直接影响电动汽车的运行状态及安全性。
而固体电解质作为一种新型电池材料，由于其优异的电化学性能和高安全性，获取了广泛关注。
目前，基于PEO 聚合物的陶瓷复合固体电解质已成为固体电解质研究的热点之一。
本文将从PEO 基聚合物-陶瓷复合固体电解质的基本概念、制备方法、性能及应用等几个方面进行阐述。
一、PEO 基聚合物-陶瓷复合固体电解质的基本概念PEO 基聚合物-陶瓷复合固体电解质是指将PEO 基聚合物与陶瓷材料进行复合得到的新型固态电解质材料。
其中，PEO 基聚合物是基于聚氧化乙烯（PEO）组成的聚合物，其优异的高分子链柔性和良好的锂离子输运能力，使其成为固态电解质领域的研究热点。
而陶瓷材料则具有优异的电化学稳定性、高温稳定性和压力稳定性等特点，但其缺乏高分子链柔性，难以得到优异的锂离子导电性能。
因此，将PEO 基聚合物与陶瓷材料进行复合可以充分发挥二者的优点，同时弥补其不足，得到锂离子导电性能更好的固态电解质材料。
二、PEO 基聚合物-陶瓷复合固体电解质的制备方法(1)总体制备步骤PEO 基聚合物-陶瓷复合固体电解质的制备一般包括两个步骤：首先是通过溶液混合或原位反应获得预聚物，随后通过热处理或光聚合等方法将预聚物转化为PEO 基聚合物-陶瓷复合固体电解质。
(2)材料选择PEO 基聚合物一般采用分子量为1000-8000 的PEO，而陶瓷材料则有氧化锂、氧化铝、硅酸盐、磷酸盐等多种选择。
其中，氧化锂与PEO的配比最为常见，且其制备工艺相对简单，不需要高温处理，可实现较高的离子导电性能。
(3)制备条件制备PEO 基聚合物-陶瓷复合固体电解质的条件包括预聚物的混合比例、反应温度和时间等。
一般来说，溶液混合或原位反应均需控制反应条件，得到均匀溶液或固态混合物。
聚合物电解质在锂离子电池中的应用
聚合物电解质在锂离子电池中的应用锂离子电池作为一种可充电电池，逐渐被应用于移动通信设备、电动汽车等领域。
在锂离子电池中，电解液是一个至关重要的部分，因为它提供了离子流通的通道。
传统电解质是有机物，但是有机物电解质往往具有燃烧性、挥发性等缺陷，而且存在安全隐患。
为了解决这些问题，聚合物电解质被提出并应用于锂离子电池中，它的优异性质使得其成为一种非常有前途的电解质材料。
一、聚合物电解质的特点聚合物电解质是一种由高分子聚合物构成的电解质，其最大的优点就是安全性高。
传统有机物电解质极易导致电池的短路、爆炸等事故，而聚合物电解质不易燃、不挥发，可以有效降低电池发生意外的概率。
此外，聚合物电解质对锂离子的导电性能也非常好，可以使锂离子在正、负极之间更快速地传递，从而提高了电池的效率。
另外，聚合物电解质的化学稳定性强，具有长寿命、高温稳定性等特点。
二、聚合物电解质的制备方法聚合物电解质的制备方法主要有两种，分别是溶液浸渍法和固相聚合法。
溶液浸渍法是先将聚合物溶解在特定的溶剂中，然后再将其浸渍到纳米级导电剂或纳米孔壳中。
这样一来，纳米级导电剂便成为了聚合物电解质的导电通道。
固相聚合法是将聚合物单体固体化，然后使用高温等条件，使单体分子之间发生反应，形成聚合物。
这种方法比较适用于制备高分子电解质薄膜。
聚合物电解质的制备方法比较简单，可以通过选择合适的单体、溶剂等材料来控制聚合物的结构和性能。
三、聚合物电解质在锂离子电池中的应用聚合物电解质在锂离子电池中的应用主要是指高分子固态电解质薄膜的应用。
由于聚合物电解质具有较好的导电性和化学稳定性等特点，因此用于制备锂离子电池的薄膜电解质，可以大大提高电池的安全性和耐用性。
聚合物电解质可以应用于锂离子电池的各个部分，例如负极、正极和电解液部分等。
其中，聚合物电解质在负极的应用比较广泛，主要是在石墨负极和硅负极中应用。
关于聚合物电解质在锂离子电池中的应用还有许多研究问题，例如聚合物电解质的质量检测、制备过程的优化等。
锂电池有机-无机复合固态电解质研究进展
第49卷第9期2021年5月广州化工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.9May.2021锂电池有机-无机复合固态电解质研究进展保克畔(上海理工大学材料科学与工程学院，上海200093)摘要：有机-无机复合固态电解质是锂离子电池材料的研究热点，由于其兼有聚合物与无机电解质的优点而有望成为下一代全固态锂离子电池的重要组成部分。
在这篇综述中，以不同种类的无机填料为依据，总结了常见的复合电解质研究形式，对其最新进展进行了综述。
从工作的新颖性、性能提升和实用性等方面考察，对最新研究的不同种类无机填料对复合电解质性能的影响做了分析。
关键词：聚合物；无机填料；复合电解质；固态电池；离子电导率中图分类号：TM912文献标志码：A文章编号：1001-9677(2021)09-0028-03 Research Progress on Organic-inorganic Composite SolidElectrolyte for Lithium BatteriesBAO Ke-pan(School of Materials Science and Engineering,University of Shanghai for Science and Technology,Shanghai200093,China)Abstract:Organic-inorganic composite solid electrolytes are expected to become an important part of all solid-state lithium-ion batteries due to their advantages of both polymer and inorganic electrolytes.The common research forms of composite electrolytes were summarized based on different types of inorganic fillers,and their latest developments were reviewed.The effects of different types of inorganic fillers in the composite system were evaluated from the aspects of novelty,performance improvement and practicability of the work.Key words：polymer；inorganic filler；composite electrolyte；solid-state battery；ionic conductivity目前成熟的商用锂离子电池使用的是有机电解液，虽然可以得到高电导率和良好的界面接触，但电解液易泄露和燃烧、分解等安全问题无法保证避免。
现场聚合制备锂离子电池用凝胶聚合物电解质研究进展
硅酸盐学报· 134 ·2013年DOI：10.7521/j.issn.0454–5648.2013.02.02 现场聚合制备锂离子电池用凝胶聚合物电解质研究进展范欢欢1，周栋1，范丽珍1，石桥2(1. 北京科技大学新材料技术研究院，北京 100083；2. 深圳新宙邦科技股份有限公司，广东深圳 518118)摘要：高比能量锂离子电池是未来储能器件的发展方向。
凝胶聚合物锂离子电池因易于加工并克服了以往液态锂离子电池因漏液而造成的安全性问题，成为近年来的研究热点。
综述了目前凝胶聚合物电解质制备工艺中最受关注的现场聚合技术，介绍了反应原理、工艺路线、成品性能等，并展望了现场聚合工艺作为新兴锂离子电池生产技术的发展趋势。
关键词：锂离子电池；凝胶聚合物；电解质；现场聚合工艺中图分类号：TM911 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2013)02–0134–06网络出版时间：2013–01–25 网络出版地址：/kcms/detail/11.2310.TQ.20130125.1706.201302.134_002.htmlDevelopment on In-situ Synthesis of Gel Polymer Electrolyte for Lithium BatteriesF AN Huanhuan1，ZHOU Dong1，F AN Lizhen1，Shi Qiao2(1. Institute of Advanced Materials and Technology, Beijing University of Science and Technology, Beijing 100083, China;2. Shenzhen Capchem Technology Co., Ltd., Shenzhen 518118, Guangdong, China)Abstract: Lithium-ion batteries with a high energy density are developed for future energy storage devices. Recent works focus on gel polymer electrolyte with easily shaped properties due to its effective solution to the security problem caused by liquid electrolyte leakage. This paper reviews the in-situ polymerization technology, which has increasingly attractive attentions in the preparation process of gel polymer electrolyte. Moreover, this paper represents the reaction principle, process route and influencing factors on the product performance in some detail, and also prospects the in-situ polymerization process development as a promising lithium-ion battery production technology.Key words: lithium-ion battery; gel polymer; electrolyte; in-situ polymerization technology人类现代生活离不开可移动的化学电源，锂离子电池由于其具有环境友好，工作电压高，比容量大和循环寿命长等优点，而广泛应用于各类小型便携式装置中，成为当今世界极具发展潜力的新型绿色化学电源[1]。
聚合物电解质在电池中的应用
聚合物电解质在电池中的应用聚合物电解质是指将高分子化合物作为电化学电池中的离子导体的一种电解质。
相比于传统的液体电解质，聚合物电解质具有许多优点，如更高的离子导电率、更好的机械稳定性和更低的挥发性等。
因此，聚合物电解质被广泛应用于锂离子电池、超级电容器和燃料电池等领域，成为了新一代电池材料之一。
1. 聚合物电解质在锂离子电池中的应用锂离子电池是目前最广泛使用的可充电电池，可以用于移动设备、电动汽车、能源存储等领域。
传统的锂离子电池采用液态电解质，但存在很多问题，如安全性和机械稳定性等。
聚合物电解质因其更高的离子导电率和机械稳定性等优点，被广泛应用于锂离子电池中。
聚合物电解质的离子导电性能与其分子结构密切相关。
常用的聚合物电解质有聚乙烯氧化物（PEO）、聚丙烯腈（PAN）和聚偏氟乙烯（PVDF）等。
其中，PEO是一种常见的聚合物电解质，具有优异的离子导电性能和机械稳定性。
PEO电解质的离子导电性能可以通过添加离子液体或锂盐等方式进一步提升。
除了PEO电解质，还有一种新型的聚合物电解质——聚合物固体电解质。
聚合物固体电解质是指以聚合物为主要材料的固态电解质，具有更高的离子导电性能和更好的机械稳定性。
聚合物固体电解质可以增强电池的安全性和稳定性，是一种具有广阔应用前景的电解质材料。
2. 聚合物电解质在超级电容器中的应用超级电容器是一种新型的储能设备，具有比传统电池更高的功率密度和更短的充电时间。
超级电容器采用了聚合物电解质，可以大大提高电池的储能效率和循环寿命。
聚合物电解质在超级电容器中被广泛应用，可以有效提高电池的能量密度和功率密度。
聚合物电解质的离子导电性能决定着电池的性能，因此，研究和开发高性能的聚合物电解质材料是提高超级电容器性能的关键。
3. 聚合物电解质在燃料电池中的应用燃料电池是一种将氢气或其他氢化物作为燃料，通过电化学反应产生电能的设备。
聚合物电解质在燃料电池中被广泛应用，可以大大提高电池的稳定性和性能。
全固态聚合物锂电池的科研进展、挑战与展望
全固态聚合物锂电池的科研进展、挑战与展望张建军;董甜甜;杨金凤;张敏;崔光磊【摘要】锂离子电池已经广泛地应用于国民经济的诸多方面.然而,随着消费电子产品和电动汽车对锂离子电池能量密度和安全性能要求的不断提升,开发兼顾两者性能的高性能锂离子电池迫在眉睫.基于传统液态有机碳酸酯类电解液的锂离子电池存在电解液泄漏、挥发、燃烧、爆炸等潜在安全隐患.相对于无机全固态锂电池而言,全固态聚合物锂电池更容易大规模制造,是实现锂电池高能量密度和高安全性的相对理想的解决方案.作为全固态聚合物锂电池的最核心部件,全固态聚合物电解质起着至关重要的作用.基于此,本文重点论述了聚环氧乙烷、聚硅氧烷、脂肪族聚碳酸酯等几种典型全固态聚合物电解质的科研进展.与此同时,还对近几年国内外知名公司企业以及科研院所在全固态聚合物锂电池方面的技术应用现状和专利布局进行了系统分析.文末还对全固态聚合物锂电池用高性能全固态聚合物电解质的设计制备、新型锂盐开发、正极材料黏结剂、负极优化、界面构筑调控、制备成型工艺等方面面临的主要挑战和发展趋势进行了阐述.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2018(007)005【总页数】8页(P861-868)【关键词】全固态聚合物电解质;高性能;全固态聚合物锂电池;科研进展;发展趋势【作者】张建军;董甜甜;杨金凤;张敏;崔光磊【作者单位】青岛储能产业技术研究院,中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266101;青岛储能产业技术研究院,中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266101;青岛储能产业技术研究院,中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266101;青岛储能产业技术研究院,中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266101;青岛储能产业技术研究院,中国科学院青岛生物能源与过程研究所,山东青岛 266101【正文语种】中文【中图分类】TM911编者按：储能科学与技术的发展日新月异，新的储能体系不断涌现并取得实质性进展，鉴于此，在第二届编委会的建议下，本刊自2018年起设立“新储能体系”栏目，栏目主编为中国科学院物理所李泓研究员。
聚合物电解质与固态电池新材料的研究进展
聚合物电解质与固态电池新材料的研究进展随着电动汽车的兴起，电池技术的发展变得愈发重要。
在传统的锂离子电池中，液态电解质表现出优异的离子导电性能，但是也存在着比较明显的安全隐患，例如电池泄漏和燃烧爆炸等问题。
为了解决这些问题，近些年来，聚合物电解质与固态电池新材料的研究逐渐受到了广泛关注。
本文将从聚合物电解质与固态电池材料的定义、构成、性能以及研究进展方面进行探讨。
聚合物电解质与固态电池材料的定义聚合物电解质是一种由具有高分子结构的聚合物所构成的电解质，具有高达10-3 S/cm的离子导电率。
相比于传统的液态电解质体系，聚合物电解质具有固态化、高温操作、低毒性及电池构型设计灵活等显著优点。
聚合物电解质常常作为固态电池的红ox型电解质和金属-空气电池的电解质。
固态电池材料，就是在电池正负极之间采用固态介质，而不是传统液态电池中的液态介质的电池。
其应用范围非常广泛，不仅包括传统的锂离子电池、钠离子电池，还包括固态燃料电池、超级电容器等各种新型电池。
以氧化钛、氧化锆、钇钛矿、磺胺化物等为代表的固态电解质，在材料学和化学工业领域中得到了广泛的应用。
聚合物电解质与固态电池材料的构成聚合物电解质和固态电池材料，均是有机功能材料，由有机元素和一定的卓越化学特性构成。
聚合物电解质主要由氧、氢、氟、硫等原子构成的有机高分子材料组成，主要的材料有聚丙烯酸酯、聚氟乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚醚类物质等。
这些高分子物质有着良好的热稳定性，电化学稳定性和溶解性，因此可以作为电池中的离子导体。
固态电池材料的构成稍有不同，它主要是由固体离子材料和电极材料组成，这些材料通常是氧化物、氮化物、硫化物和磷化物等。
固态电池以无机固态电解质作为导电介质，能够在高温下保持良好的离子热稳定性和电导率能力。
同时，固态电池具有多种材料调配性能，可以组合出导电能力更具复杂性的电极材料以及更加复杂的电池结构。
聚合物电解质与固态电池材料的性能聚合物电解质相比普通液态电解质更为安全、更为环保，在电化学技术上表现良好。
晶态锂离子固体电解质的最新研究进展
取代氧离子可以显著增大晶胞尺寸， 扩大离子传输
基金项 目： 陕西省 自然科学基金（ ｏ０ Ｑ Ｏ ７ ２ １Ｊ ９ ７ ； ２ １Ｊ ６Ｏ ， ００ Ｋ １ ） 延安大学专项基金 （ Ｄ ０ ９— ） Ｙ ２０ ２
作者简介 ： 王伟 国（９ １ ， ， 南洛阳人 ， 安大学讲师 ， 士。 １８ 一） 男 河 延 博
晶态锂 离子 固体 电解质 的研 究做 出了展 望。
关键 词 ： 离子 电池 ； 锂 晶态锂 离子 固体 电解质 ；ｉ ａＭ （ ＝ ａＮ ） Ｌ５ ３ Ｏ２Ｍ Ｔ ，ｂ Ｌ 中图分类号 ： Ｍ ９ ２ ９ Ｔ １ ． 文献 标识码 ： 文章编 号 ：０ ４６ ２ ２ １ ） １ ０ ２０ Ａ １ ０ －０ Ｘ（０ １ ０ － ３ －５ ０ 锂离 子 电池 自 ２ 纪 ９ ０世 ０年代 初实 现商业 化 以 来， 因其 自身 的优 越性 能而得 到 了迅 速 的发 展 ， 已经 在 汽车交 通 、 手机 通信 、 笔记本 电脑 以及数码 摄像等
问题 ， 还能彻 底解 决 由于 电解 液 造 成 的安 全 隐患 问
（ｉ ｉｍ ｓｐｒｏｉ ｃｎｕｔ ） 构 ， 典 型 的代 表 １ｈ ｕｅ ｎｃ ｏｄｃｏ 结 ｔｕ ｉ ｒ 其 物质 是 有 ＭＩ 的 Ｈ ｎ Ｔ ｏｇ博 士 研 究 报 道 的 Ｌ。Ｚ ｉ ｎ
（ ｅ 材料 ｊ 这种 材 料 以 Ｌ１ ｎ Ｇ Ｏ ） 成 ＧＯ ） ， ｉ ｚ （ ｅ ４形 ，
的锂离子 电池 的电解质 主要是 含有 可燃性液 体有机 物， 这给锂 离子 电池 在使 用 中带 来 了很 大 的安全 隐 患， 在一定 程 度 上 限 制 了其 应 用 范 围的 继 续 扩 大 。 虽 然聚合 物 电解 质在 一 定程 度 上 缓解 了这 个 问题 ， 然 而 由于聚合物 电解质本 身在使 用过 程 中容 易 出现 “ 水现象 ” 及 与锂 或 其 他 高 电位 插 层 材料 的 电 脱 以 化 学性能 不稳定 等 问题决 定 了这种材 料并不 是一种 完 美 的解 决方案 。而使 用不 可燃 晶态 锂离子 固体 电 解 质不仅 能排 除电池 内部短路 和液体 电解质 泄漏 的
Li7La3Zr2O12固体电解质合成方法进展
Li7La3Zr2O12固体电解质合成方法进展赵鹏程;曹高萍;祝夏雨;文越华;徐艳【摘要】传统锂离子电池由于采用有机电解液,存在漏液和燃烧的危险,限制了其应用.采用固体电解质的新一代全固态电池在提高电池安全性的同时,也可使电池寿命大大延长.固体电解质可分为高分子聚合物和无机固体陶瓷两类.高分子聚合物固体电解质在室温下离子导电率低,难以用于全固态电池.类石榴石型LLZO(Li7La3Z.r2O12)是无机固体电解质的最新研究热点之一,具有离子电导率高、稳定性好等优点.基于此,对近年来LLZO固体电解质制备方法进行了综述.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2018(042)011【总页数】4页(P1740-1743)【关键词】锂离子电池;固体电解质;离子电导率;石榴石型结构【作者】赵鹏程;曹高萍;祝夏雨;文越华;徐艳【作者单位】防化研究院先进化学蓄电技术与材料北京市重点实验室,北京100191;防化研究院先进化学蓄电技术与材料北京市重点实验室,北京100191;防化研究院先进化学蓄电技术与材料北京市重点实验室,北京100191;防化研究院先进化学蓄电技术与材料北京市重点实验室,北京100191;防化研究院先进化学蓄电技术与材料北京市重点实验室,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TM912.9锂离子电池应用日益广泛，然而，由于采用有机电解液，一旦操作不当，极易引起燃烧和爆炸的危险。
新一代锂离子电池即所谓“全固态电池”，采用固体电解质取代了可燃性有机电解液，从根本上解决了电池的安全问题。
同时，固体电解质隔膜选择性强，可保证电池内部只有Li+迁移，从而避免其他副反应的发生，提高电池效率[1-2]。
固态电解质可大致分为高分子聚合物类及无机物类。
高分子聚合物类在室温下离子导电率低，难以在全固态电池中应用。
而无机固体电解质虽然规模化制膜难度大，但离子导电率高、选择性好、使用寿命长，成为全固态电池隔膜的研究主流[3-5]。
锂电池用PEO基固态聚合物电解质研究进展及应用
高电导率 、离 子迁移 数和 电化 学稳定 性 。 W.Krawiec等 [ 24]
锂离子电池的固态电解质研究
锂离子电池的固态电解质研究随着电子产品和电动汽车等领域的不断发展，锂离子电池作为一种高性能电池，得到了越来越广泛的应用。
在锂离子电池中，电解质作为电池的核心，扮演着连接正负电极、电荷运输和离子传导的重要角色。
传统的液态电解质具有较高的导电率和离子移动性，但由于其不稳定性和安全隐患等问题，近几年来，固态电解质逐渐成为了研究的热点，引起了广泛关注。
一、固态电解质的优势固态电解质相对于液态电解质具有以下优点：1. 安全性高：由于固态电解质不含液体电解质，因此可消除电池渗漏、起火和爆炸等安全隐患。
2. 稳定性好：固态电解质不含可挥发的有机化合物，具有耐高温和化学惰性，可抑制电解质分解，缓解氧化还原反应等问题。
3. 密度大：固态电解质具有较高的密度，能够提高电池能量密度和功率密度。
4. 可成型性强：固态电解质可以制成薄膜或纤维等形式，便于与电极组装，有效提高电池的性能。
二、固态电解质的研究进展目前，固态电解质研究主要集中在高导电性固体、聚合物基固态电解质、氧化物基固态电解质等方面。
1. 高导电性固体目前，高导电性固体主要包括磷酸盐、硫酸盐、硼酸盐等无机化合物，以及卤化物等有机物质。
由于无机化合物具有高的化学稳定性和导电性能，在锂离子电池中应用广泛。
例如，β-Li3PS4是一种磷酸盐电解质，具有较高的离子电导率和较低的界面电极电阻，是目前研究的重点之一。
2. 聚合物基固态电解质聚合物基固态电解质是一种新型的锂离子电池电解质，具有高的导电性和可塑性，可克服传统固态电解质制备困难的问题。
经过改性和增强后，聚合物基固态电解质能够实现高温下的安全性和较高的离子电导率。
其中，高分子电解质、热塑性聚氨酯和高分子-无机杂化电解质等是目前研究的重点。
3. 氧化物基固态电解质氧化物基固态电解质是一种稳定性较高的锂离子电解质，具有高的离子电导率、热稳定性和与锂金属负极良好的化学稳定性。
其中，氟化锆、氟化镧、氟化铝等是目前研究较多的氧化物基固态电解质材料。
聚合物固态电解质的研究进展
第37卷第2期高分子材料科学与工程Vol.37,No.2 2021年2月POLYMER MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING Feb.2021聚合物固态电解质的研究进展胡方圆」，王琳1，王哲2,宋子晖」，王锦艳2,张守海2,刘程2,蹇锡高12（1.大连理工大学材料科学与工程学院；2.大连理工大学化工学院，辽宁大连116024）摘要：固态储能器件由于其在安全性和潜在的高能量密度方面的优势，被认为是下一代能量存储设备。
固态电解质作为固态储能器件的关键元件，具有高的安全系数，近年来受到了广泛的关注。
其中聚合物固态电解质由于其制备简便，价格低廉且界面相容性好等优点，成为固态电解质的重要组成部分。
文中从聚合物的微观结构和聚合物固态电解质的宏观形态出发，分别概述了聚环氧乙烷（PEO）、聚碳酸酯（PC）,聚硅氧烷和其他聚合物基固态电解质的传输机理及在各领域的发展与应用，并对聚合物固态电解质未来的发展进行展望。
关键词：固态储能器件；聚合物固态电解质；离子传导机理；电化学性能中图分类号:TM912文献标识码：A文章编号：1000-7555（2021）02-0157-111前言能源作为社会可持续发展的永恒动力之一，一直受到科学界的广泛关注。
在能量转换与储能系统当中，电化学储能设备是最便捷最高效的设备之一除去传统的锂离子电池外，锂硫电池⑵、钠离子电池⑷和超级电容器⑷等新型储能器件也在飞速发展。
电化学储能器件由4部分构成，分别为正极、负极、隔膜和电解质。
其中，电解质起到了传导离子与隔绝电子的作用，是整个器件中不可或缺的一部分。
然而，目前所采用的电解质通常包含具有可燃性的有机溶剂，使得目前的储能器件存在较高的安全隐患［5］。
因此，发展具有高安全性的固态电解质代替液态电解质是解决高储能器件安全性的重要途径［6，］。
固态电解质以固体形式存在，替代了原有的电解液和隔膜，具有传导离子和隔绝电子的作用。
锂离子电池固态电解质的研究进展
锂离子电池固态电解质的研究进展王伟;朱航辉【摘要】固态锂离子电池具有安全性能高、能量密度大、工作温区广等优点,是锂离子电池领域的研究热点.固体电解质的研究是固态锂离子电池实现应用的先决条件,目前国内外研究较多的有晶态的LISICON结构、钙钛矿结构、石榴石结构电解质和非晶态的氧化物、硫化物、氮氧化物电解质.概述了锂离子电池固态电解质的研究进展,对各种电解质的发现过程、晶体结构、电导率等性能进行了详细的介绍.%Solid-state lithium ion battery has become an important focus due to higher safety,higher energy density and wider operating temperature compared to the commercial lithium ion battery with liquid organic electrolyte.Research and development of solid electrolyte are the keys for the successful market penetration of solid state lithium ionbattery.Nowadays,two categories materials were widely studied in last decade,crystal materials included LISICON,Perovskite and Garnet type Li ion conductors,glasses state materials included oxides electrolyte system,sulfide electrolyte system and LiPON electrolyte system.The research progresses of solid electrolyte in lithium ion battery were summarized,and introduced the finding,crystal structure,and conductivity of electrolytes.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】5页(P760-764)【关键词】锂离子电池;固态电解质;晶体结构;硫化物电解质【作者】王伟;朱航辉【作者单位】长安大学环境科学与工程学院化学工程系,陕西西安 710054;长安大学环境科学与工程学院化学工程系,陕西西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TQ152科技的进步推动了为日用电子产品提供电能的锂离子电池的快速发展，但是，锂离子电池在使用过程中也存在着电解液泄露、燃烧、爆炸等危险。
锂离子电池凝胶聚合物电解质的研究进展
锂离子电池凝胶聚合物电解质的研究进展工作电压高、能量密度高、循环寿命长、重量轻、体积小、无毒、无污染等优点，在笔记本电脑、移动等便携式电子产品以及电动交通工具以及航天航空、医学等领域得到了广泛的开发与应用[1-3]，目前，由于科技的迅猛开展，人们对环境保意识逐渐增强，对电子设备的性能要求提高，促使人们致力于研发更高性能的绿色电池。
电解质作为锂离子电池的重要组成局部，作为研究的主要对象之一进入人们的视角，作为连接正负极的桥梁，其性能的好坏在很大程度上影响整体电池的性能。
因此，凝胶聚合物电解质〔GPE〕[4-5]是聚合物锂离子电池的重要研究对象，具有较好的机械性与导电性，被人们广泛研究。
1 凝胶聚合物电解概述凝胶是高分子聚合物在受低分子溶胀之后形成了的网状构造，即为溶剂溶解在聚合物基体中。
溶胀以后的聚合物溶液凝胶而形成了凝胶聚合物，从而不再具备流动性。
因此凝胶即不属于固态，也不属于液态，它的性能同样介于固态和液态之间，因为它的特殊结构，凝胶聚合物同时具有了液体的扩散传导能力和固体的内聚性质，具备了二者的优势。
凝胶型聚合物电解质能够到达较高的电导率，表1列出了几种典型的凝胶聚合物电解质的电导率[6-8]。
2 凝胶聚合物基体21 PEO基凝胶聚合物电解质PEO是目前研究最早也是研究最多的聚合物电解质的基材，其自身具备较为规整的结构，较稳定的正负极界面性能，而PEO材料容易结晶，会使基体的锂离子迁移能力降低，从而使电导率较低，保持在10-8～10-4 S/cm，当玻璃化转变温度到达60 ℃时，它可以到达理想的电导率。
PEO可以局部溶解在EC或PC中，但所制备的GPE的机械性能较差，所以要制备出较高性能的GPE需要对PEO进行改性，多项结果说明，在PEO聚合物中参加增塑剂可以显著地提高GPE的离子导电率，降低PEO的结晶度的同时促进PEO分子链的链段运动，加速锂盐的溶解与解离，提高体系内的载流子数量，随着增塑剂的添加，降低了PEO的机械强度，失去了其固有的优势，而这点也是需要后续研发改良之处[9]。
(完整版)全固态锂电池技术的研究进展与展望
全固态锂电池技术的研究进展与展望周俊飞（衢州学院化学与材料工程学院浙江衢州324000）摘要：现有电化学储能锂离子电池系统采用液体电解质，易泄露、易腐蚀、服役寿命短，具有安全隐患。
薄膜型全固态锂电池、大容量聚合物全固态锂电池和大容量无机全固态锂电池是一类以非可燃性固体电解质取代传统锂离子电池中液态电解质，锂离子通过在正负极间嵌入-脱出并与电子发生电荷交换后实现电能与化学能转换的新型高安全性锂二次电池。
作者综述了各种全固态锂电池的研究和开发现状，包括固态锂电池的构造、工作原理和性能特征，锂离子固体电解质材料与电极/电解质界面调控，固态整电池技术等方面，提出并详细分析了该技术面临的主要科学与技术问题，最后指出了全固态锂电池技术未来的发展趋势。
关键词：储能；全固态锂离子电池；固体电解质；界面调控1 全固态锂电池概述全固态锂二次电池，简称为全固态锂电池，即电池各单元，包括正负极、电解质全部采用固态材料的锂二次电池，是从20 世纪50 年代开始发展起来的[10-12]。
全固态锂电池在构造上比传统锂离子电池要简单，固体电解质除了传导锂离子，也充当了隔膜的角色，如图 2 所示，所以，在全固态锂电池中，电解液、电解质盐、隔膜与黏接剂聚偏氟乙烯等都不需要使用，大大简化了电池的构建步骤。
全固态锂电池的工作原理与液态电解质锂离子电池的原理是相通的，充电时正极中的锂离子从活性物质的晶格中脱嵌，通过固体电解质向负极迁移，电子通过外电路向负极迁移，两者在负极处复合成锂原子、合金化或嵌入到负极材料中。
放电过程与充电过程恰好相反，此时电子通过外电路驱动电子器件。
目前，对于全固态锂二次电池的研究，按电解区分主要包括两大类[13]：一类是以有机聚合物电解质组成的锂离子电池，也称为聚合物全固态锂电池；另一类是以无机固体电解质组成的锂离子电池，又称为无机全固态锂电池，其比较见表1。
通过表1 的比较可以清楚地看到，聚合物全固态锂电池的优点是安全性高、能够制备成各种形状、通过卷对卷的方式制备相对容易，但是，该类电池作为大容量化学电源进入储能领域仍有一段距离，主要存在的问题包括电解质和电极的界面不稳定、高分子固体电解质容易结晶、适用温度范围窄以及力学性能有提升空间；以上问题将导致大容量电池在使用过程中因为局部温度升高、界面处化学反应面使聚合物电解质开貌发生变化，进而增大界面电阻甚至导致断路。
新型聚合物固态电解质的技术研究
新型聚合物固态电解质的技术研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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新能源电力储存技术有哪些新突破
新能源电力储存技术有哪些新突破在全球追求可持续发展和应对气候变化的大背景下，新能源的开发和利用日益受到重视。
然而，新能源的间歇性和不稳定性，如风能和太阳能的依赖天气条件，给电力供应的稳定性带来了巨大挑战。
因此，高效、可靠的新能源电力储存技术成为了关键。
近年来，这一领域取得了一系列令人瞩目的新突破。
一、锂离子电池技术的持续改进锂离子电池无疑是当前新能源电力储存领域中应用最广泛的技术之一。
近年来，研究人员在锂离子电池的性能提升方面不断取得新进展。
在电极材料方面，新型的正极材料如富锂锰基材料和高镍三元材料，能够提供更高的比容量和能量密度。
同时，硅基负极材料逐渐替代传统的石墨负极，因其具有更高的理论比容量，大大提升了电池的整体储能能力。
此外，电池的结构设计也在不断创新。
例如，采用多层堆叠的电池结构，增加了电极的表面积，提高了电荷传输效率，从而缩短了充电时间，延长了电池的使用寿命。
二、液流电池技术的崭露头角液流电池作为一种大规模储能技术，具有独特的优势。
其中，全钒液流电池是目前发展较为成熟的一种。
全钒液流电池的电解质溶液存储在外部储罐中，通过泵将溶液输送到电池堆中进行反应，从而实现电能的储存和释放。
这种设计使得电池的功率和容量可以独立设计，便于根据实际需求进行灵活配置。
同时，液流电池具有长寿命、高安全性和深度充放电等优点。
近年来，研究人员在降低成本、提高能量效率和优化电池结构等方面不断努力，使其在大规模储能领域的应用前景更加广阔。
三、钠离子电池技术的兴起钠离子电池由于钠资源丰富、成本低廉，逐渐成为研究的热点。
与锂离子电池工作原理相似，钠离子电池在充放电过程中，钠离子在正负极之间往返嵌入和脱出。
目前，研究人员已经开发出多种高性能的正极和负极材料，如普鲁士蓝类材料和硬碳材料等。
虽然钠离子电池的能量密度目前相对较低，但随着技术的不断进步，其性能有望得到进一步提升，未来有望在大规模储能和低速电动车等领域得到广泛应用。