获得兼具凝胶和复合固态聚合物电解质优点的电解质的途径

在各种类型的聚合物电解质中，目前仅有凝胶聚合物电解质可以实际应用于锂离子电池的开发，许多公司(如Telcordia、Mead、Valence、Yuasa、Sony等)都已开发出了基于凝胶聚合物电解质的锂离子电池。然而，影响电池性能的一些重要因素仍需进一步改善，如电极与凝胶聚合物电解质的界面稳定性、界面阻抗、充放电过程中产生的气体、凝胶聚合物电解质的机械稳定性等。若将无机纳米粒子与凝胶聚合物电解一起构成复合凝胶聚合物电解质，可以期望获得兼具凝胶和复合固态聚合物电解质优点的电解质。
PVdF-HFP／PC+EC(体积比1：1)／LiCF3SOs(1mol／L)的凝胶聚合物电解质在室温和100℃时的电导率分别为1.9X10-3S／cm和5.2X10-sS／cm；若在其中混入质量分数为59《的锂云母构成复合凝胶聚合物电解质，相应的电导率分别为4.4X10-+S／cm和lXl0-3S／cm。虽然复合凝胶聚合物电解质的电导率较相应的凝胶聚合物电解质略低，但复合凝胶聚合物电解质有如下优点：a．无机纳米粒子与溶剂之间的相互作用有利于抑制凝胶中增塑剂的挥发，复合凝胶聚合物电解质在热循环后的电导率基本不变；L与相应的凝胶聚合物电解质相比，复合凝胶聚合物电解质与电极的相容性好；巳复合凝胶聚合物电解质的机械稳定性和柔韧性得到了显著提高，有利于适应电池在充放电过程中体积的变化；由复合凝胶聚合物电解质有利于在更高温度下的加工处理，凝胶聚合物电解质的模量开始降低的温度在135℃，而相应的复合凝胶聚合物电解质出现在160℃。
Aihana等将P(EO)10LiClO4-Si02(质量分数10％)复合物体系在EC(摩尔分数25％)／DEC混合溶剂中溶胀得到了具有良好性能的复合凝胶聚合物电解质Lls别，其电导率在20℃时为2.1X10-3S／cm。与相同温度下1mol／LLiCl04／EC(摩尔分数25％)+DEC有机液体电解质的电导率(2.5X10-3S／cm)非常接近。Appetecchi等报道，PEO／PEGDME+EC／LiN(CFaS03)2／y-LiAl02(质量分数10％)电解质的室温电导率达10-aS／cm，虽然其阳离子迁移数只有0.3，但相对于Li的阳极稳定性可达5.0V，显然该电解质高的电极／电解质界面稳定性是由于加人了y-LiAl02而形成复合凝胶聚合物电解质的缘故。