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钜大锂电池 >> 常见问题 >> 凝胶聚合物电解质膜(GPE)的制备现状

凝胶聚合物电解质膜(GPE)的制备现状


发布时间:2011-12-31 8:18:33  来源:钜大电子锂电事业部 点击次数:

        GPE电解质膜的表示方式一般为:锂盐—增塑剂—聚合物。如PVdF膜可表示为:I.iN(C凡SQ):—ECq)BP-PVdF。
        目前,在制造聚合物锂离子电池中已成功开发的GPE膜,有PMMA膜,PAN膜,PVdF膜,PEO膜等,膜的制作方法一般是:将锂盐溶解在增塑剂中,聚合物溶解在有机溶剂中,然后将两种溶液在一定温度下混合搅拌成一定粘度的胶状物,再在玻璃板之间缓慢冷却,蒸发掉溶剂和多余的增塑剂,得到厚度均匀的薄膜。例如,PMMA,GPE膜的制作方法是先将锂盐和PMMA在40,”50~C的EC-PC混合溶剂中分别溶解成溶液,再将两种溶液混合,在70—80℃搅拌成均:匀的胶体,倒在两块玻璃片之间形成透明、柔韧的固体薄膜。 PAN基体膜的合成过程与PMMA膜相似。
        PEO膜~zls]的合成过程是:将锂盐LiN(CF真S()2)2溶于液态PEGDME中,然后加入陶瓷填充物7-I-iAl02,不断搅拌均匀,然后将高分子聚合物PEO添加到混合物中,缓慢加热到120—130℃,待保温到溶液的粘度达到要求时,将此溶液加入到两块玻璃之间,缓慢冷却形成固态膜。
        PVdF膜[188,206,207]的合成过程是:先把PVdF与DBP混合成均匀的浆液,并加入一部分EC。另外将I.iN(C凡S()2):溶于剩余的EC中,然后将两种溶液混合并加热到60—70℃,所得溶液倒人两块玻璃板中形成薄膜。PAN膜和意大利I。aSepienza大学[21z]合成的PEO膜,PMMA膜和PVdF膜的技术参数。
        美国Bellcore公司成功开发了一种凝胶型聚合物电解质的聚合物锂离子电池,首先将聚合物基体P(VdE-HFP)与增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、二氧化硅微粒,以及稀释剂丙酮混合,加热使P(VdF-HFP)溶解,然后涂布在基板上,得到多孔性薄膜。然后用溶剂(如乙醚等)溶去增塑剂和可溶性杂质,通过干燥再用电解质溶液[如lAPL、真—EC+DME(2:1)]代替被除去的增塑剂,最后制成凝胶型聚合物电解质。
        PVdF-HFP共聚物由无定形态和结晶相组成,无定形区保持大量液体电解质使其具有高电导率,结晶区可使膜保持良好的机械性能。因此,只有调整好共聚物中无定形态和结晶相的比例,才能得到性能优良的电解质膜。
        判断无定形态和结晶态两者比例的重要参数是玻璃化转变温度。/箱,高聚物结晶温度越高了;越高几参数一般通过热分析确定。
        另外,采用类似于Bellcore公司的方法,BEI公司和YUASA公司也利用凝胶型聚合物电解质制成了聚合物二次锂电池。BEI公司生产的聚合物锂电池的平均电压为3.7V,放电容量为100mAh(电池尺寸为54mm~86mi'IlX0.6mm),循环寿命高达500—1000次,而且安全性能也大大提高,在过充电、过放电、短路等情况下也不会出现破裂、漏液或着火等现象。

 
 
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