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hexm至尊木蟲 (著名寫手)
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凝膠電解質(zhì)技術(shù)進展 已有6人參與
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凝膠電解質(zhì)技術(shù)進展 電解液是鋰離子電池關(guān)鍵材料之一，采用有機溶劑的電解液在極端情況下會出現(xiàn)漏液問題，并易燃。用聚合物電解質(zhì)替代電解液被認為是解決上述問題的有效方案。聚合物電解質(zhì)主要包括凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)和全固態(tài)聚合物電解質(zhì)(SPE)。 全固態(tài)聚合物電解質(zhì)由于常溫離子電導(dǎo)率較低的問題一直沒有解決，并且成本過高，尚未有商品上市。目前取得商業(yè)化應(yīng)用的主要是凝膠聚合物電解質(zhì)。凝膠聚合物電解質(zhì)既有全固態(tài)聚合物電解質(zhì)良好的安全性，又與有機溶劑電解液有相近的離子電導(dǎo)率，并且具有與電極材料間的反應(yīng)活性低、質(zhì)量輕、易成薄膜、黏彈性好的特點。 因此采用凝膠聚合物電解質(zhì)的電池可制成各種形狀，并具有耐壓、耐沖擊、生產(chǎn)成本低和易于加工使用等優(yōu)勢。應(yīng)用于高端數(shù)碼產(chǎn)品的軟包鋰電池對輕薄和電池形狀的靈活性有較高的要求，是凝膠聚合物電解質(zhì)最適合的應(yīng)用方向之一。 傳統(tǒng)制備凝膠聚合物電解質(zhì)的原理是利用分子鏈間存在相互作用力而形成物理交聯(lián)，再吸入電解液后制成凝膠聚合物電解質(zhì)。需經(jīng)過聚合物成膜、造孔劑萃出和電解液浸漬等復(fù)雜工序，制出凝膠聚合物電解質(zhì)膜后再與正、負極按一定順序組裝成電池。 隨著制備工藝的發(fā)展，出現(xiàn)了凝膠聚合物電解質(zhì)的現(xiàn)場聚合工藝�，F(xiàn)場聚合工藝的原理是將聚合物單體和引發(fā)劑按一定比例加入電解液中混合均勻，在一定的外界條件下引發(fā)自由基聚合反應(yīng)，單體聚合后即產(chǎn)生網(wǎng)狀的立體骨架結(jié)構(gòu)，將電解液均勻固化在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的空隙當中，得到凝膠聚合物電解質(zhì)�，F(xiàn)場聚合工藝優(yōu)點是電解液含量高，凝膠熱穩(wěn)定性好，電池成品質(zhì)量穩(wěn)定。但其未反應(yīng)的殘余單體對電池性能的影響不容忽視，并且聚合反應(yīng)精確控制的難度較大。 現(xiàn)場聚合工藝具體可分為熱引發(fā)現(xiàn)場聚合工藝與非熱引發(fā)現(xiàn)場聚合工藝，而前者更為常見。其中中國科學(xué)院物理研究所、比亞迪股份有限公司、三洋株式會社及三星SDI 株式會社等均有相關(guān)專利。相比傳統(tǒng)制備工藝的繁瑣，現(xiàn)場聚合工藝將電解質(zhì)的制備與電池組裝一步完成，有效降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。 |
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