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要提高聚合物锂电池电解质的离子电导率
- 发布时间：2022/6/8来源：深圳市邦凯电池股份有限公司
- 要提高聚合物锂电池电解质的离子电导率
聚合物锂电池如今作为一种可充电、高比能量的装置已得到广泛的开发与研究。这些电池是由锂或碳负极（阳极），与此相对应的高电位嵌入式正极（阴极），一种聚合物电解质构成的。由于聚合物电解质的应用，使开发一种具有更高安全性并且可以随意扭曲变形的电池成为可能。锂离子电池对聚合物电解质的性能主要要求是离子电导率高、电化学性能和热性能稳定、机械性能柔韧、机械强度高等。表征电解质性能的主要参数有离子电导率、电化学稳定窗口、锂离子迁移数等。
要提高聚合物电池电解质的离子电导率，可以通过提高聚合物的带电粒子数和带电粒子的迁移速度来实现。如锂盐LiCIO，LiBF4，LiN(CFaSOz)2，LiSCN，LiC凡COa等，由于离解能小，在介电常数高的聚合物中一般都具有较高的离子电导率。在锂离子电池中使用复合碳电极，同时以AMS基胶体聚合物作为电解质，表现出优良的性能。
在聚合物的介电常数不变的情况下，增加带电粒子迁移速度也可以提高聚合物的离子电导率。锂盐在电解质中离解成自由离子的数目越多，离子迁移越快，电导率越高，溶剂的介电常数越大，锂离子和阴离子之间的静电作用越小，自由离子数目也越多。但介电常数大的溶剂，粘度也大，反而会使离子迁移速度减慢。
对溶质而言，当锂盐浓度增大时，电导率增大，但电解质粘度也相应增大；另外，锂盐中的阴离子半径越大，晶格能越小，锂盐越容易离解，但粘度也相应增大。由于上述因素的相互作用，使得在特定的电解质中，电导率的极大值一般是锂盐浓度在1.1-1.2mol?I之间。因此可将一种介电常数大的溶剂与一种或几种粘度低的溶剂混合，通过调整各组分的配比(体积比)，以获得聚合物锂离子电池导电率较高的电解质。
电导率的测量可以采用阻抗法。该方法是将待测的电解质膜置于两个惰性电极(如不锈钢电极)之间，使用以不锈钢作为电极的旁路电池测量电导，由使用碳电极或锂电极的单体电池来对电极界面现象进行研究。测定电池的阻抗特性曲线，即用电解质膜的电导率表示。
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