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中科院青岛能源所崔光磊研究员特约综述:二次电池用原位生成聚合物电解质的研究进展
2019-09-06  来源:高分子学报
关键词:聚合物电解质

  系统地阐述了原位生成聚合物电解质在二次电池中的研究进展,提出了七种不同机理原位生成凝胶聚合物电解质,并详细地介绍了不同机理原位生成凝胶聚合物电解质的特点,在深刻地剖析了当前该发展方向存在的一些机遇和挑战。

  电解质是高比能量二次电池的关键组成部件之一。虽然电极材料是决定锂二次电池能量密度的先决条件,但能量密度与其反应动力学、循环稳定性以及安全性有关,而这些都与电解质有着直接联系。目前二次电池主要使用的是液态电解液,而使用液态电解液的二次电池依然存在内部短路、漏液、燃烧甚至爆炸等安全隐患。

  聚合物电解质可以在很大程度上缓解甚至解决二次电池所面临的电解液泄漏、挥发、燃烧和爆炸等潜在安全问题。但传统聚合物电解质成型工艺繁琐冗赘,且制备过程中存在溶剂挥发污染环境等缺点,原位生成聚合物电解质除可以有效解决上述安全问题外,还可以在二次电池内部形成稳定的固体电解质界面,实现界面融合,减少固/固界面阻抗,有利于提升二次电池循环寿命,具有很好的应用前景。

幸运28彩票计划群 Fig.1  Comparisons of preparation methods, advantages and disadvantages of polymer electrolytes by (a) solution-casting and (b) in situ method

  作为一种新型的聚合物电解质成型工艺,在二次电池内部原位聚合生成聚合物电解质,可以使聚合物二次电池具有更好的界面相容性,显著提升电池的性能,并且原位聚合物电解质制备工艺摒弃了现有聚合物电解质的聚合物溶解、干燥成膜和电解液溶胀等复杂工序,使得电解质的制备以及电池组装同时进行,有效地降低了成本并且可以较好地与现有电池工业体系相兼容。中国科学院青岛生物能源与过程研究所的崔光磊研究员团队通过对单体分子的结构设计,以及选择不同增塑剂和添加剂,在聚合物电解质领域开展了一系列工作,具有广泛的影响力,系列成果已发表在Energy & Environmental Science, Advanced Materials,Advanced Science, ACS Applied Materials & Interfaces等期刊。

  崔光磊研究员课题组在《高分子学报》2019年9期发表的特约综述中通过调研前期文献资料重点论述了目前国内外二次电池用原位生成聚合物电解质的研究进展以及关键前沿问题,并且从聚合机理的角度对于该体系进行系统分析总览,密切关注其在多种二次电池体系(如锂电池、钠电池、镁电池等)的应用进展,并对其作为二次电池关键聚合物电解质材料的应用前景和所面临的挑战进行了展望。

幸运28彩票计划群 Fig. 2   Prospects for the future development of in situ generated polymer electrolyte

  论文链接:

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