锂离子电池聚合物电解质的制备

锂离子电池聚合物电解质的制备

聚合物电解质的制备方法可分为物理法和化学法。物理方法是指聚合物溶液、锂电解质(或液体电解质)和其他添加剂(如无机粉体材料)的混合物。通过浇铸或涂膜，可控制溶剂蒸发温度、湿度和风速。溶剂挥发后，可制得不同形貌的聚合物电解质膜。化学法是指聚合物单体,引发剂和电解质锂盐(或液态电解质),和其他添加剂的混合物,渗透到无纺布或锂离子电池隔膜(例如Celguard膜),通过聚合方法(紫外线或热)制备聚合物电解质膜,分别描述如下。

1物理方法

聚合物基质按照一定的比例和电解质锂盐溶解在适当的溶剂混合物混合溶液或聚合物基质溶解在溶剂与聚合物溶液,然后加入一定比例的电解液混合物,然后涂料、溶剂完全挥发,揭膜,然后得到聚合物电解质膜,聚合物电解质膜在强度允许的前提下尽可能薄,降低锂离子电池的欧姆电阻，减小极化。一般来说，铸膜适合于实验室制备小尺寸样品。

制备聚合物电解质的物理方法，特别是凝胶聚合物电解质，原料必须先经过脱水处理，并且涂布过程也必须在无水、无氧手套箱或干燥室中进行，这要苛刻的操作环境。干燥过程中有机溶剂挥发，应新增溶剂回收设备。发明于1990年代,如Gozdz贝尔技术极大地提高了聚合物电解质膜涂料的制备过程的物理方法,这是因为传统Bellcor技术在多孔膜的制备二氧化硅团聚,分散在聚合物基质中,和相转移法在多孔膜的制备二氧化硅粉末重要分布在孔的内壁,机械增强用途对SiO2在孔表面的孔结构稳定性，增强聚合物膜与电极的复合，通过轧制，不会导致孔隙率明显降低，也不会导致聚合物电解质膜的导电性。

2化学方法

化学方法制备的聚合物电解质膜通常是聚合的,无论是固体或凝胶聚合物电解质制备、或表面改性的聚合物电解质膜,表现在所有材料活性成分,不涉及使用有机溶剂挥发或抽滤过程中,使用光或热聚合,一步要可以从聚合物电解质,特别是热聚合法制备的液体电解质方法与锂离子电池兼容，环保且生产成本低廉，具有明显的优势。

将单体、光引发剂、电解质盐(或液体电解质)的混合物滴在无纺布或其他基材上(固液用途)，用紫外线照射，单体固化后聚合，揭膜，聚合物电解质膜。关于固体聚合物电解质，锂盐分散在聚合物基体中。关于凝胶聚合物电解质，液体电解质包含在聚合物基体中。为了制备力学性能良好的聚合物电解质，在预聚体溶液中加入交联剂或含有双官能团或三官能团的单体。聚合后的聚合物基体具有三维网状结构，提高了凝胶聚合物电解质的力学性能和保水性。

结果表明，聚合物电解质膜是通过热聚合法制备的。未反应的单体在形成阶段发生分解反应，分解产物沉积在电极表面，新增电解质/电极界面的电阻。在高倍率放电和低温放电时，比容量为。随着引发剂用量的新增，未反应单体减少，分解产物减少，界面电阻减小，容量略有新增。