聚合物鋰離子電池電解質(zhì)特性
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-02-01 22:17
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聚合物鋰離子電池電解質(zhì)特性
聚合物鋰電池作為一種高比能的可充電設(shè)備，得到了廣泛的發(fā)展和研究。這些電池是由鋰或碳負(fù)極(正極)制成的，它對(duì)應(yīng)于高電位嵌入式正極(負(fù)極)，即聚合物電解質(zhì)。聚合物電解質(zhì)的使用使得開發(fā)一種更安全并且可以隨意扭曲的電池成為可能。鋰離子電池對(duì)聚合物電解質(zhì)的主要要求是高離子電導(dǎo)率、穩(wěn)定的電化學(xué)和熱性能、柔性的機(jī)械性能和高的機(jī)械強(qiáng)度。表征電解質(zhì)性能的主要參數(shù)有離子電導(dǎo)率、電化學(xué)穩(wěn)定性窗口、鋰離子遷移數(shù)等。
聚合物電池電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率可以通過增加聚合物帶電粒子的數(shù)量和提高帶電粒子的遷移速度來提高。例如，LiCIO、LiBF4、LiN(CFaSOz)2、LiSCN、LiC和COa等鋰鹽在具有高介電常數(shù)的聚合物中由于解離能小，通常具有更高的離子電導(dǎo)率。將復(fù)合碳電極和基于ams的膠體聚合物作為鋰離子電池的電解質(zhì)，具有良好的性能。
在不改變聚合物介電常數(shù)的情況下，提高帶電粒子的遷移速度也可以提高聚合物的離子電導(dǎo)率。鋰鹽在電解液中游離成自由離子越多，離子遷移速度越快，電導(dǎo)率越高，溶劑的介電常數(shù)越大，鋰離子與陰離子之間的靜電相互作用越小，自由離子的數(shù)量越多。而介電常數(shù)較大的溶劑粘度較大，會(huì)減慢離子的遷移。
對(duì)于溶質(zhì)，當(dāng)鋰離子濃度增加時(shí)，電導(dǎo)率增加，但電解質(zhì)粘度也相應(yīng)增加。此外，鋰離子半徑越大，晶格能越小，鋰離子的解離越容易，但鋰離子的粘度也隨之增大。由于上述因素的相互作用，特定電解質(zhì)的最大電導(dǎo)率一般為1.1 ~ 1.2mol•I之間的鋰離子濃度。因此，大介電常數(shù)的溶劑可以與一種或幾種低粘度的溶劑混合，通過調(diào)節(jié)組分的比例(體積比)可以得到高電導(dǎo)率的電解質(zhì)。
電導(dǎo)率可用阻抗法測量。在這種方法中,被測電解質(zhì)膜放置在兩個(gè)惰性電極(如不銹鋼焊條)、電導(dǎo)測量是通過使用一個(gè)旁路與不銹鋼電極的電極,電池和電極界面現(xiàn)象研究通過使用單個(gè)鋰電池用碳電極或電極。電池的阻抗特性曲線由電解質(zhì)膜的電導(dǎo)率來測量。
