聚合物鋰離子電池電解質特性

聚合物鋰離子電池作為一種高比能的可充電設備，得到了廣泛的發展和研究。這些電池是由鋰或碳負極(正極)制成的，它對應于高電位嵌入式正極(負極)，即聚合物電解質。聚合物電解質的使用使得開發一種更安全并且可以隨意扭曲的電池成為可能。鋰離子電池對聚合物電解質的重要要求是高離子電導率、穩定的電化學和熱性能、柔性的機械性能和高的機械強度。表征電解質性能的重要參數有離子電導率、電化學穩定性窗口、鋰離子遷移數等。

聚合物電池電解質的離子電導率可以通過新增聚合物帶電粒子的數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的聚合物中由于解離能小，通常具有更高的離子電導率。將復合碳電極和基于ams的膠體聚合物作為鋰離子電池的電解質，具有良好的性能。

在不改變聚合物介電常數的情況下，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，電導率越高，溶劑的介電常數越大，鋰離子與陰離子之間的靜電相互用途越小，自由離子的數量越多。而介電常數較大的溶劑粘度較大，會減慢離子的遷移。

關于溶質，當鋰離子濃度新增時，電導率新增，但電解質粘度也相應新增。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用途，特定電解質的最大電導率一般為1.1~1.2mol•I之間的鋰離子濃度。因此，大介電常數的溶劑可以與一種或幾種低粘度的溶劑混合，通過調節組分的比例(體積比)可以得到高電導率的電解質。

電導率可用阻抗法測量。在這種方法中,被測電解質膜放置在兩個惰性電極(如不銹鋼焊條)、電導測量是通過使用一個旁路與不銹鋼電極的電極,電池和電極界面現象研究通過使用單個鋰離子電池用碳電極或電極。電池的阻抗特性曲線由電解質膜的電導率來測量。