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要提高聚合物鋰電池電解質的離子電導率
- 發布時間：2022/6/8來源：深圳市谈球吧電池股份有限公司
- 要提高聚合物鋰電池電解質的離子電導率
聚合物鋰電池如今作為一種可充電、高比能量的裝置已得到廣泛的開發與研究。這些電池是由鋰或碳負極（陽極），與此相對應的高電位嵌入式正極（陰極），一種聚合物電解質構成的。由于聚合物電解質的應用，使開發一種具有更高安全性并且可以隨意扭曲變形的電池成為可能。鋰離子電池對聚合物電解質的性能主要要求是離子電導率高、電化學性能和熱性能穩定、機械性能柔韌、機械強度高等。表征電解質性能的主要參數有離子電導率、電化學穩定窗口、鋰離子遷移數等。
要提高聚合物電池電解質的離子電導率，可以通過提高聚合物的帶電粒子數和帶電粒子的遷移速度來實現。如鋰鹽LiCIO，LiBF4，LiN(CFaSOz)2，LiSCN，LiC凡COa等，由于離解能小，在介電常數高的聚合物中一般都具有較高的離子電導率。在鋰離子電池中使用復合碳電極，同時以AMS基膠體聚合物作為電解質，表現出優良的性能。
在聚合物的介電常數不變的情況下，增加帶電粒子遷移速度也可以提高聚合物的離子電導率。鋰鹽在電解質中離解成自由離子的數目越多，離子遷移越快，電導率越高，溶劑的介電常數越大，鋰離子和陰離子之間的靜電作用越小，自由離子數目也越多。但介電常數大的溶劑，粘度也大，反而會使離子遷移速度減慢。
對溶質而言，當鋰鹽濃度增大時，電導率增大，但電解質粘度也相應增大；另外，鋰鹽中的陰離子半徑越大，晶格能越小，鋰鹽越容易離解，但粘度也相應增大。由于上述因素的相互作用，使得在特定的電解質中，電導率的極大值一般是鋰鹽濃度在1.1-1.2mol•I之間。因此可將一種介電常數大的溶劑與一種或幾種粘度低的溶劑混合，通過調整各組分的配比(體積比)，以獲得聚合物鋰離子電池導電率較高的電解質。
電導率的測量可以采用阻抗法。該方法是將待測的電解質膜置于兩個惰性電極(如不銹鋼電極)之間，使用以不銹鋼作為電極的旁路電池測量電導，由使用碳電極或鋰電極的單體電池來對電極界面現象進行研究。測定電池的阻抗特性曲線，即用電解質膜的電導率表示。
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