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聚合物锂电池的发展历程
发布时间:2012-03-19 16:39:56  来源:钜大电子锂电池事业部

       聚合物锂离子电池是一种全新结构的锂离子电池。聚合物锂离子电池的出现是锂离子电池发展历史上的一个重大突破。聚合物锂离子电池在电池结构和电池制造工艺上都与液态锂离子电池有着根本的区别:首先,这种电池的电解质是以固态或胶体的形式存在的,没有自由液体,因而加工性和可靠性大大提高,不需要金属外壳,可以制成全塑包装,减轻重量。其次,电解质可以同塑料电极叠合,使高能量与长寿命结合起来,并且形状和大小可调,使用范围和销路将大大拓宽,适用的范围大大增加。再者,由于电解液被聚合物中的网络所捕捉,均匀地分散在分子结构中,因而电池的安全性也大大地提高。
       1973年,Wright等人发现聚醚碱金属盐复合物有较高的离子导电性,1975年Feullade和Perche又发现PEO,PAN,PVDF等聚合物的碱金属盐配合物具有离子导电性,并制成了PAN和PMMA基的离子导电膜,1979年Armand等人把这类聚合物于制造锂电池,在世界范围内展开了聚合物。电解质的开发研究。目前,已开发的聚合物电解质有PEO基、PMMA基、PAN基、PVdF基、PVC基等聚合物,在这类聚合物基础上形成的共聚合物电解质有P(VdF-HFP)、P(AN-MMA-ST)、P(VC-VAc)等。
       最早在锂二次电池应用的聚合物电解质有PEO与锂盐形成的配合物体系,但由于该体系在室温下的电导率仅为10-9S.cm–1,因此未能得到工业应用。后来发现采用共混合并在聚合物电解质中加人增塑剂可以显著提高聚合物电解质的电导率。因为加人的增塑剂是低分子聚合物或液态有机溶剂,它与高聚物链相互作用,可阻碍聚合物链的规整排列和抑制结晶,从而提高聚合物电池的电导率。增塑剂除能降低聚合物的结晶度外,还能降低聚合物的玻璃化温度Y\,增加聚合物链的活动能力。
       常用的增塑剂有EC,PC,DMC,DEC,DBP,)-BI和低分子聚合物。常用的有机溶剂是NMP,THF,乙腈、丙酮等。通过加入增塑剂的方法合成的聚合物电解质的电导率可以达到10-+S•cm-1以上。在PAN或PVC等聚合物中加入高比例的液体增塑剂,可以合成凝胶聚合物电解质,这类聚合物电解质的电导率可以达到10-aS•cm叫,已接近液态锂离子电池用的有机电解质的电导率,已在聚合物锂离子电池中得到工业应用。


聚合物锂电池的发展历程



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