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固体聚合物锂离子电池的基本组成


发布时间:2011-10-29 17:57:13  来源:钜大电子锂电事业部 点击次数:

        对比液态锂离子电池,早期著名的电池专家Armand提出的固体聚合物锂离子电池的特点是:SPE电解质层可以做得很薄,电池可以作成任意形状而且防漏,并且可以防止树枝状物形成,从而改善电池的循环性能。SPE电解质电池与无机固体电解质电池相比,SPE电解质电池中,电极与电解质界面接触更好。
        如加拿大Hydro-Qubee公司开发的SPE电池所示,从3V到2V之间的放电曲线呈缓慢下降。80℃时以0.15C放电,电流效率几乎接近100%。以0.6C放电时,电流效率为90%。以1.2C放电时,电流效率为70%。所以高电流效率放电是完全可能的,而且循环性能较好,600次循环后还保持70%的容量。但是,SPE锂电池的最大缺点是只有在高温下才能表现出很好的放电性能。
        SPE电池常温下的离子导电性不高,要提高SPE的离子导电性,有如下一些方法:
        (1)聚合物改性  通过加入交联剂进行交联以减低其结晶度,或者给聚合物导入支链,以及与其他聚合物进行共聚,或加入增塑剂得到凝胶聚合物。
        (2)电解质盐的改性  由于锂离子半径很小,如果对阴离子半径很大,则所形成的盐离解能小而容易电离。通常采用的锂盐有LiCl04,LiBF4,LiPF6,LiAsF6,LiCF3 S03,LiN(CF3 S02)2等,其中LiN(CF3S02)2离解能最小。在锂离子电池中锂离子的迁移很重要,电解质盐中要使锂离子容易迁移,如果对阴离子不流动,锂离子的迁移数接近于1。但通常离子的迁移数接近于0.5,通过增大对阴离子的体积,有助于提高锂离子的迁移数。
        (3)电解质与聚合物的组合利用,聚合物的弯曲链把对阴离子包围住,从而抑制对阴离子的移动,结果表明锂离子的迁移数大大增加了,但是总的离子导电性大大下降。
 

 
 
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