固态电池电解质技术发展现状和趋势
来源：宝鄂实业
2020-03-23 14:02
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固态电池电解液技术的现状及发展趋势
为什么要研究固态电池?
目前，以液态电解质为基础的锂离子电池在电动汽车和智能电子产品等领域越来越难以满足客户的长寿命要求。因此，研究人员将锂作为负极与硫、空气(氧)或层状氧化镍含量高的正极结合，生产出能量密度更高的电池。有机溶剂电解质的安全风险，加速了固体电解质、离子液体、聚合物及其组合的研究。此外，目前的锂离子电池技术需要杂乱的冷却和处理模块来保持工作温度在60°c以下，如果温度总是很高，电池的功能和寿命会受到严重的损害。因此，无论是现有的锂离子电池还是未来的锂金属电池，对固体电解质的关注仍然是安全的。
固体电解质类型
除了无机陶瓷或玻璃电解质外，最近有四种电解质数据被证明超过锂离子储能技术:固体聚合物电解质(spe)、离子液体、凝胶和纳米复合材料以及有机离子塑料晶体。根据SPE和Li的研究，金属电池在高温(50-100℃)下仍然表现良好。同时，作为高能量密度电池电解质的离子液体可以提供许多理想的和可定制的特性。例如，他们有很大的电化学能力，可以完成金属负极和高压正电极，最小的挥发性和零可燃性，以及更高的温度稳定性。本文综述了基于聚合物和离子液体的新一代固体电解质的发展和前景。
三。固体电解质技术的发展现状和趋势
近日，澳大利亚迪肯大学的Maria Forsyth教授(通讯作者)等人就关于化学研究的账户发表了题为《创新电解质为基础的离子液体和下一代聚合物-固态电池》的综述文章。在本文中，作者回顾了他的团队在这些领域的一些工作。钠、镁、锌和铝等金属也被认为是锂的储能技术的替代品。然而，对这些碱金属基储能应用所需数据的研究还处于相对初级的阶段。第二，电解质在完成这些设备中扮演重要角色，很像Li技能。作者还评论了他们在这些领域的一些最新发展以及他们对这些领域未来方向的看法。研究还表明，嵌段共聚物与离子液体电解质结合使用时，具有良好的机械性能和较高的离子导电性。由此得到的电解质数据将使所有高功能固态电池具有离子输运解耦的机械功能。
3.1。阴离子单离子导体
单离子导体:一种聚合物电解质，其中阴离子附着在聚合物骨架上，限制其自由运动，导致阳离子成为唯一可以自由运动的离子，阳离子的输运数字面上等于1。阿尔芒小组最近的研究表明，单离子导体的离子电导率通常低于双离子导体。然后，在对单离子导体体系研究的基础上，提出了提高单离子导体离子电导率的两种主要策略:一、提高单离子导体的离子电导率;离子电导率与聚合物骨架的动态解耦。
1)共聚方法增加了段间迁移的动态性
大量的阴离子聚合物可用作锂和钠的单离子导体。在作者的研究中，主要集中在乙烯基、丙烯酰胺和甲基丙烯酸酯基单离子导体。由于自由基聚合不仅经济，而且对离子官能团有很高的耐受性，因此选择了自由基聚合技术。这些聚合物的一般化学结构如图1a所示。例如,保利的单离子导体(锂1 - (3 - (methylacrylenoxy)丙基磺酰)1 - (trifluoromethyl磺酰基)酰亚胺)(PMTFSI)由作者开发的展品更高的玻璃化转变温度(Tg > 90℃),因此室温电导率较低,随着添加环氧乙烷聚合物骨架的灵活性。
