鋰離子電池聚合物電解質的制備

聚合物電解質的制備方法可分為物理法和化學法。物理方法是指聚合物溶液、鋰電解質(或液體電解質)和其他添加劑(如無機粉體材料)的混合物。通過澆鑄或涂膜，可控制溶劑蒸發溫度、濕度和風速。溶劑揮發后，可制得不同形貌的聚合物電解質膜。化學法是指聚合物單體,引發劑和電解質鋰鹽(或液態電解質),和其他添加劑的混合物,滲透到無紡布或鋰離子電池隔膜(例如Celguard膜),通過聚合方法(紫外線或熱)制備聚合物電解質膜,分別描述如下。

1、物理方法

聚合物基質按照一定的比例和電解質鋰鹽溶解在適當的溶劑混合物混合溶液或聚合物基質溶解在溶劑與聚合物溶液,然后加入一定比例的電解液混合物,然后涂料、溶劑完全揮發,揭膜,然后得到聚合物電解質膜,聚合物電解質膜在強度允許的前提下盡可能薄,降低鋰離子電池的歐姆電阻，減小極化。一般來說，鑄膜適合于實驗室制備小尺寸樣品。

制備聚合物電解質的物理方法，特別是凝膠聚合物電解質，原料必須先經過脫水處理，并且涂布過程也必須在無水、無氧手套箱或干燥室中進行，這要苛刻的操作環境。干燥過程中有機溶劑揮發，應新增溶劑回收設備。發明于1990年代,如Gozdz貝爾技術極大地提高了聚合物電解質膜涂料的制備過程的物理方法,這是因為傳統Bellcor技術在多孔膜的制備二氧化硅團聚,分散在聚合物基質中,和相轉移法在多孔膜的制備二氧化硅粉末重要分布在孔的內壁,機械增強用途對SiO2在孔表面的孔結構穩定性，增強聚合物膜與電極的復合，通過軋制，不會導致孔隙率明顯降低，也不會導致聚合物電解質膜的導電性。

2、化學方法

化學方法制備的聚合物電解質膜通常是聚合的,無論是固體或凝膠聚合物電解質制備、或表面改性的聚合物電解質膜,表現在所有材料活性成分,不涉及使用有機溶劑揮發或抽濾過程中,使用光或熱聚合,一步要可以從聚合物電解質,特別是熱聚合法制備的液體電解質方法與鋰離子電池兼容，環保且生產成本低廉，具有明顯的優勢。

將單體、光引發劑、電解質鹽(或液體電解質)的混合物滴在無紡布或其他基材上(固液用途)，用紫外線照射，單體固化后聚合，揭膜，聚合物電解質膜。關于固體聚合物電解質，鋰鹽分散在聚合物基體中。關于凝膠聚合物電解質，液體電解質包含在聚合物基體中。為了制備力學性能良好的聚合物電解質，在預聚體溶液中加入交聯劑或含有雙官能團或三官能團的單體。聚合后的聚合物基體具有三維網狀結構，提高了凝膠聚合物電解質的力學性能和保水性。

結果表明，聚合物電解質膜是通過熱聚合法制備的。未反應的單體在形成階段發生分解反應，分解產物沉積在電極表面，新增電解質/電極界面的電阻。在高倍率放電和低溫放電時，比容量為。隨著引發劑用量的新增，未反應單體減少，分解產物減少，界面電阻減小，容量略有新增。