聚合物锂离子电池是如何进行锂离子的迁移的？

首先，对聚合物电池做一个阐述，聚合物电池是指电池的正极、负极和电解质有一项或者多项由高分子作为材料的电池系统（这里主要是想吐槽下很多人在知乎里还一直只说电解质），当然就目前而言，主要是将聚合物引入电解质（最多）和正极材料。要说如何迁移的，我觉得相对于液态电解质其特殊处主要在隔膜部分，而对于一些聚合物电池里面是有液态电解质的（由此反对这位@程前 的答案），对于隔膜将从两种情况来讲。

引用自：Zhu, Y.S.et al. Cheap Glass fiber mats as a matrix of gel polymer
electrolytes for lithium ion batteries.Sci. Rep.3, 3187; DOI:10.1038/srep03187 (2013).
对于这类凝胶电解质，即在隔膜上做文章，将PVDF涂在隔膜上，使隔膜孔隙变小，也是使空隙能够使Li+通过，而不让其他离子通过，其通道较液态电解质较窄而较固态电解质更大；
对于全固态的聚合物电解质，Li+传输是由于固态电解质或因其晶体中的点缺陷，或因其特殊结构而为离子提供快速迁移的通道，Li+是通过这些通道进行传输（通过）和扩散（留在电解质里）的。
所以，聚合物电解质里是可能有液态电解质的。
其次，如果要深究这个问题，那就要考虑到不同的聚合物材料和离子传输模型了。
传输模型主要是一些电化学模型，主要的如下：

1 锂电池主要参数

充放电测试设备，需要能够在充放电过程中，实时监测电池单体、模块和电池包的相关参数，这些参数包括如下内容。

容量，电池从满电状态放电至放电截止条件，总共放出来的电量，单位Ah。容量受到放电电流、环境温度等的影响比较大，因此，提起容量，必得说什么温度和什么放电电流下的容量。

荷电状态（SOC），电池当前电量与总体可用容量的比值，用百分数表示。

放电深度（DOD），电池从满电开始截止到当前，已经放出的电量与总体可用容量的比值，也用百分号表示，与SOC的关系是DOD=1-SOC；

开路电压（VOC），断开外部电路测量得到的电池两极间电压，数值上等于电池的电动势；

工作电压，接通外部回路以后，测量电池两极之间的电压，数值上等于电池电势减去电池内阻占压（以放电过程为例）；

充电截止电压，电池管理系统设置的充电过程能够达到的最高电压，到达这个电压以后，电池管理系统要求充电过程结束。充电截止电压一般略低于电池允许的最高开路电压；

放电截止电压，放电过程允许的电池的最低电压，当放电过程触及这个数值超过一定延时时间，电池管理系统要求断开放电回路。

内阻，电池自身电化学反应的固有特性，以回路阻抗的形式表现在充放电过程中。主要由两部分构成，欧姆内阻和极化内阻。在充放电曲线上，电流加载瞬间，电池端电压的瞬间跌落是欧姆内阻带来的影响；充电截止，电流消失到端电压平稳一段时间内电压的回升则是极化电阻的影响力的体现。

先讲讲普通锂离子电池的传输，根据多孔电极理论：
电池内部的电极区域可分为两相，固体颗粒组成固相；固体颗粒间的空隙充满电解液，为溶液相)在充电过程中，电流由正极集流体导入，在正极活性物质颗粒与电解液界面发生电化学反应，Li+从正极活性物质中脱出，导致正极固相颗粒表面 Li+浓度降低，使颗粒内部与表面间出现浓度差异，导致Li+产生从颗粒内向外的固相扩散；而同时由颗粒表面电化学反应生成的Li+进入空隙间的电解质溶液中，使溶液相中界面区域的局部浓度提高，使溶液相内部产生浓度差异，导致Li+产生从内向外的扩散与迁移)而在负极区域，由于负极颗粒与电解液中的Li+发生电化学反应，消耗了溶液相中的Li+，使溶液相局部Li+浓度降低，产生浓度差异，导致 LI+在溶液相中产生由外向内的扩散与迁移；同时在负极颗粒表面发生电化学反应，嵌入Li+，使颗粒内部出现浓度差异，导致Li+在颗粒内部产生从外向内的固相扩散)在隔膜处，由于正极与负极过程导致的浓度差异，导致该区域的Li+产生从正极到负极的扩散与迁移)放电过程则与上述过程相反。
Thomas F. Fuller和* Marc Doyle等人建立了以石墨为负极材料的模型（图1，若深入研究理论请参考Doyle的几篇文章），从单个Li+来说，Li+的穿透遵循多孔电极理论，对于多个Li+，会由于放电倍率，电解液浓度，过充过放以及材料颗粒大小的问题， 使穿透深度有一定限制，并会在传输过程中会在金属Li表面形成SEI钝化膜影响Li+传输，放电梯度如图2对于凝胶或者电解质的聚合物隔膜，如下图：

凝胶电解质这块好像没有看到相关的机理文献报道（有请告知），不过了解的应该都知道，其活性材料机理和液态锂电池类似，电解质处介于与液态电解质与纯固态电解质之间，既有Li+在液态之中的快速传输，也有Li+在固态隔膜中迁移、锂盐解离，Li+与盐结合，和Li+扩散过程，由于凝胶电解质的不能像也太一样浸润活性材料以及导电性的问题，传输深度有限（这也是为啥都做的那么薄不过现在Multi-Layer好像说是解决了这个问题）。

干态电解质是最早研究的一种电解质材料（PEO系列）：1个 Li+ 与4个O原子络合。通电以后，主要是聚合物中非晶部分的链段运动导致Li+的“解络合—再络合”过程的反复进行而促使离子载

流子快速迁移。
对于这个模型的分析请参考M. Doyle, T. Fuller, and J. Newman. “Modeling of galvanostatic charge and discharge of the lithium/polymer/insertion cell,” J. Electrochemical Soc., vol. 140, pp. 1526-1533, 1993.
其实，我也只能使抛砖引玉的讲一讲聚合物隔膜传输这一块的一些知识，毕竟我看的还是有限，如果有新的东西，请私信我文章。然后，Jianyu Huang和Yi Cui等华人做了很多相关的原位研究讲解Li+如果在正极材料和负极材料迁移的原位电镜研究证据，这又是一篇很大的篇幅，而且关于正负极材料的传输机制，也有很多有意思的东西，如果下次有人问，我再写点，用了半个月的时间查的一些资料，希望对大家有帮助。