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    中科院青島能源所崔光磊研究員特約綜述:二次電池用原位生成聚合物電解質的研究進展
    2019-09-06  來源:高分子學報
    關鍵詞:聚合物電解質

      系統地闡述了原位生成聚合物電解質在二次電池中的研究進展,提出了七種不同機理原位生成凝膠聚合物電解質,并詳細地介紹了不同機理原位生成凝膠聚合物電解質的特點,在深刻地剖析了當前該發展方向存在的一些機遇和挑戰。

      電解質是高比能量二次電池的關鍵組成部件之一。雖然電極材料是決定鋰二次電池能量密度的先決條件,但能量密度與其反應動力學、循環穩定性以及安全性有關,而這些都與電解質有著直接聯系。目前二次電池主要使用的是液態電解液,而使用液態電解液的二次電池依然存在內部短路、漏液、燃燒甚至爆炸等安全隱患。

      聚合物電解質可以在很大程度上緩解甚至解決二次電池所面臨的電解液泄漏、揮發、燃燒和爆炸等潛在安全問題。但傳統聚合物電解質成型工藝繁瑣冗贅,且制備過程中存在溶劑揮發污染環境等缺點,原位生成聚合物電解質除可以有效解決上述安全問題外,還可以在二次電池內部形成穩定的固體電解質界面,實現界面融合,減少固/固界面阻抗,有利于提升二次電池循環壽命,具有很好的應用前景。

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

      作為一種新型的聚合物電解質成型工藝,在二次電池內部原位聚合生成聚合物電解質,可以使聚合物二次電池具有更好的界面相容性,顯著提升電池的性能,并且原位聚合物電解質制備工藝摒棄了現有聚合物電解質的聚合物溶解、干燥成膜和電解液溶脹等復雜工序,使得電解質的制備以及電池組裝同時進行,有效地降低了成本并且可以較好地與現有電池工業體系相兼容。中國科學院青島生物能源與過程研究所的崔光磊研究員團隊通過對單體分子的結構設計,以及選擇不同增塑劑和添加劑,在聚合物電解質領域開展了一系列工作,具有廣泛的影響力,系列成果已發表在Energy & Environmental Science, Advanced Materials,Advanced Science, ACS Applied Materials & Interfaces等期刊。

      崔光磊研究員課題組在《高分子學報》2019年9期發表的特約綜述中通過調研前期文獻資料重點論述了目前國內外二次電池用原位生成聚合物電解質的研究進展以及關鍵前沿問題,并且從聚合機理的角度對于該體系進行系統分析總覽,密切關注其在多種二次電池體系(如鋰電池、鈉電池、鎂電池等)的應用進展,并對其作為二次電池關鍵聚合物電解質材料的應用前景和所面臨的挑戰進行了展望。

    Fig. 2   Prospects for the future development of in situ generated polymer electrolyte

      論文鏈接:http://www.gfzxb.org/fileGFZXB/journal/article/gfzxb/newcreate/gfzxb20190097cuiguanglei.pdf

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    (責任編輯:xu)
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