2022-11-10
在鋰聚合物電池的研究和開發中，用膠體聚合物電解質代替液體電解質是一個重要的發展。它能顯著提高液態鋰離子電池的安全性能，并易于加工成各種形狀的薄膜，然后制成超薄、不同形狀的電池，以適應電子產品小型化、薄型化、輕量化的發展。
凝膠聚合物電解質是一種潛在的聚合物電解質。它是由聚合物，增塑劑和鋰鹽通過相互溶解的方法形成的具有合適微觀結構的聚合物網絡。它利用固定在微觀結構中的液體電解質分子實現離子傳導。它具有固體聚合物的穩定性，可塑性和干態的特性以及液體電解質的高離子電導率。
膠體聚合物電解質電池的初始容量小于液體電解質電池，但隨著充放電次數的增加，膠體聚合物電解質電池的比容量比液體電解質電池慢。這可能是因為元素硫和生成的硫化鋰更容易溶解在液體電解質中，這初步表明膠體聚合物電解質可以有效地抑制反應中生成的硫化鋰的不可逆溶解。兩種類型的鋰硫電池都具有更高的衰減率，尤其是前10次循環。
膠體電解質的電導率高于液體電解質，提高了鋰電池的倍率放電性能。膠體電解質在高溫下的放電平臺較高，主要是因為溫度高時離子的運動加快，電池的內阻降低，放電性能提高。凝膠聚合物電解質具有穩定的互穿聚合物網絡，可有效保持電解質，在一定溫度范圍內具有良好的放電性能。
膠體電解質的電導率高于液體電解質，提高了鋰電池的倍率放電性能。膠體電解質在高溫下的放電平臺較高，主要是因為溫度高時離子的運動加快，電池的內阻降低，放電性能提高。凝膠聚合物電解質具有穩定的互穿聚合物網絡，可以有效地保持電解質，并在一定的溫度范圍內具有更好的放電性能。
使用膠體聚合物電解質的電池的循環效率高于液體電解質電池的循環效率，并且其平均衰減率約為5%。經過幾個循環，循環效率提高并保持恒定。膠體聚合物電解質的使用提高了新型鋰硫電池的循環性能，提高了其比容量。
凝膠電解質在這一領域的應用有其很大的優勢。凝膠電解質的合成為鋰離子電池的高能量密度和小型化奠定了材料基礎。由于其良好的加工性能，它可以制成超薄甚至壓接的電池和電容器。在電致變色、光電化學電子學、醫療、空間技術等方面具有廣闊的應用前景。
膠體聚合物鋰電池的電解質已經商業化，但凝膠聚合物電解質的機械性能和離子電導率之間的矛盾尚未完全解決。目前的制備方法往往過于復雜和昂貴。
凝膠聚合物薄膜產品性能的一致性不令人滿意。工藝復雜，殘留溶劑對產品性能影響很大，電池價格高，因此在實際生產中很少使用。紫外輻射聚合法拋開了現有技術中昂貴復雜的聚合物成膜、成孔劑萃取、電解質吸入等工藝，簡化了工藝流程，減少了所需設備，縮短了工藝時間，提高了生產效率，降低了產品成本。同時，聚合物鋰離子電池的各種性能也將得到改善。相信隨著技術的發展和社會對綠色安全電源的需求，紫外固化技術在聚合物鋰離子電池制備中的應用必將迎來更大的發展。
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