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钜大锂电池 >> 常见问题 >> 聚合物电池电解质浆料的混合方式

聚合物电池电解质浆料的混合方式


发布时间:2011-11-3 10:15:20  来源:钜大电子锂电事业部 点击次数:

        聚合物锂电池电解质浆料由高分子聚合物、锂盐、增塑剂和溶剂组成,有时还加入10%以下的超细惰性填料以提高聚合物电解质膜的强度。
        浆料的混合有先聚合后混合和先混合后聚合两种方式:
        1、先聚合后混合:聚合物如聚氧乙烯(PEO)、聚丙烯腈(PAN),及聚偏氟乙烯(PVdF)等可以先单独制成聚合物薄膜,然后进行增塑剂及锂盐的后处理,或者直接把聚合物与增塑剂及锂盐混合而制成薄膜,即得到凝胶聚合物电解质。但这种聚合物链之间只是靠很弱的物理 作用及氢键结合起来,故所得的凝胶聚合物电池和电解质的机械性能很差。
        例如聚合物为PAN的电解质薄膜的制备方法是:将0.25 g聚合物PAN与0.25 g电解质盐及4.8 g增塑剂混合均匀得到粘状液体,然后把粘状液体涂布成薄层,减压下可以得到120 gm厚的薄膜,为了不加过量的增塑剂,往往加入沸点低的稀释剂,如四氢呋喃(THF)等,然后通过加热把稀释剂除去,得到凝胶聚合物电解质薄膜。
        2、先混合后聚合:用于合成聚合物的单体或者低聚物及聚合引发剂与增塑剂、盐混合后进行聚合,可以得到机械性能好、结构稳定的凝胶聚合物电解质薄膜。由于聚合物单体及低聚物的粘度比聚合物低,聚合物单体、增塑剂、及锂盐等很容易在分子水平混合均匀而涂成薄层,经聚合后可得到多孔性薄膜。聚合前加入交链剂,可得到机械性能好、结构稳定的凝胶聚合物电解质薄膜。这种方法制备的锂电池电解质结构也更稳定。
        聚合所需的能源可以通过以下几种途径实现:利用发射电子束、紫外线照射,以及加 热法等使电解质聚合。利用电子束与紫外线照射有利于电解质溶液快速凝固胶化,适用于大规模生产。加热法凝固速度较慢,但具有操作简单及成本低等优点。例如,利用环氧树脂作为单体的胶体聚合物制备方法是将电解质溶液和单体混合加热聚合成为胶体。
        另外,将无机微粒掺入凝胶聚合物电解质中可以提高其力学性能,常用的无机微粒有Si02,A12 03,BN,SiC,Si3N4,WC,BC,AlN,Fe203,Ti02,Bal、i03,MoS2,Zr02,PbTi03,TiB2和CaSi03等。由于分散的无机微粒对有机溶剂具有一定的亲和性,可以起到稳定溶剂的作用。此外,元机微粒的存在还可以提高电解质薄膜的机械性能及热稳定性。由于充电电池使用大电流(约0.1~1 C)放电,如果要使放电效率接近100%,则常温下电解质的离子导电率不能低。

 
 
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