新型單離子聚合物電解質(zhì)材料的研究與開發(fā)背景

鋰離子電池具有質(zhì)量密度大、體積密度大、循環(huán)壽命長、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品和電力有軌電車中。電解質(zhì)是鋰離子電池的重要組成部分。好的電解質(zhì)可以大大提高鋰離子電池的能效。

鋰離子遷移數(shù)是鋰離子二次電池電解質(zhì)的一個(gè)重要性質(zhì)。鋰離子遷移數(shù)越高，鋰離子電池的能量效率越高。當(dāng)鋰離子遷移數(shù)接近或達(dá)到1時(shí)，電池的能效達(dá)到最高。這是因?yàn)?，在鋰離子二次電池中，一方面，陰離子的遷移會(huì)導(dǎo)致電池的能量消耗;另一方面，由于負(fù)離子遷移速率比鋰離子快，在充放電過程中會(huì)產(chǎn)生電解質(zhì)鹽的濃度梯度和濃度極化，從而降低鋰離子電池的能效。

 

對(duì)于傳統(tǒng)的液體有機(jī)小分子電解質(zhì)，增大負(fù)離子半徑和分散的負(fù)電荷在負(fù)離子中的分布是提高鋰離子遷移數(shù)的重要途徑?；赟P3硼的LiBOB電解液和基于電荷彌散的三氟甲基磺酰亞胺的N(SO2CF3)2電解液在鋰離子二次電池電解液中得到了廣泛的研究和應(yīng)用。但是，兩種電解質(zhì)的鋰離子遷移率遠(yuǎn)低于1。另一種使鋰離子遷移數(shù)接近1的方法是增大負(fù)離子的尺寸，使其完全固定?；谶@一思想，近年來出現(xiàn)了一種新型聚合物電解質(zhì)材料——單離子聚合物電解質(zhì)。單離子聚合物電解質(zhì)是一種新型的聚合物電解質(zhì)，具有鋰離子遷移數(shù)高和傳統(tǒng)聚合物電解質(zhì)不同的優(yōu)點(diǎn)。

 

基于上述研究思路，需要制備一種包含上述兩大陰離子官能團(tuán)的單離子聚合物電解質(zhì)。