资源描述：
《凝胶电解质的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第14卷第3期化 学 进 展Vol.14No.32002年5月PROGRESSINCHEMISTRYMay,2002凝胶电解质的研究进展王庆伟(四平师范学院化学系 四平136000)谢德民(东北师范大学化学学院 长春130024)摘 要 本文评述了凝胶电解质——一种新型功能高分子材料的研究进展。讨论了凝胶电解质的特性、类型、关于其结构性能的研究方法,以及其在电双层电容器和锂离子二次电池方面的应用研究状况,并简要探讨了发展前景。关键词 凝胶电解质 电双层电容器 锂离子二次电池 离子电导率中图分类号:O646文献标识码:A文章编号:10052281X(2002)03
2、20167207ProgressinGelElectrolyteWangQingwei(DepartmentofChemistry,SipingNormalCollege,Siping136000,China)XieDemin(DepartmentofChemistry,NortheastNormalUniversity,Changchun130024,China)AbstractTheresearchdevelopmentsofgelelectrolyte,akindofnewfunctionalpolymermaterialsarereviewed.Thes
3、pecificproperties,types,themethodsinstudyingtheirstructureandfunctionandtheprospectoftheirapplicationinelectronicdoublelayercapacitorsarediscussed.Keywordsgelelectrolyte;electricdoublelayercapacitors;rechargeablelithiumbatteries;ionicconductivity制成很薄的膜,为锂电池向全固态、超薄型发展提供一、引 言了有利条件。同时,全
4、固态锂电池还可以克服液体电随着科学技术的进步,电子仪器、设备迅速向便解质电池易泄漏、加工封闭难、寿命短的缺点。但是,携式、微型化发展。这就对电池、电容器等化学电源这种固态聚合物电解质的离子电导率较低。Armand[2]的要求越来越高。高能量密度、较长的循环寿命、安等研究报告PEO与碱金属盐复合物在室温下的-7-8-1全无泄漏、低污染符合环保要求的微型、甚至可以制离子电导率只有10—10S·cm。用其制作高成卷曲的超薄型电池、电容器的研究引起了人们极能锂电池很不理想。为了提高固态聚合物电解质的大的兴趣和广泛的重视。凝胶电解质这种新型功能电导率,人们做了大量的研究工
5、作,选择不同的聚合高分子材料的合成,为达到这一目的奠定了物质基物和不同的电解质盐进行复合,并加入一定量的低[1]础。1973年Fenton等首次报道合成了聚氧乙烯分子有机溶剂以改进聚合物与电解质盐的复合形(PEO)和碱金属盐双组分复合物。由于这种复合物式,取得了显著效果。这种由聚合物、电解质盐、低分呈固态,且有一定的离子导电性,可作为锂电池的电子有机溶剂三组分复合而成的凝胶型体系,被[3]解质,故被称作固态聚合物电解质。这种电解质质量Feuillade和Perche称为凝胶电解质。这种凝胶电较轻,并且有橡胶样弹性和良好的机械加工性能,可解质具有较高的离子电导率。
6、如PEO+碳酸丙烯酯收稿:2001年12月,收修改稿:2002年1月©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·168·化 学 进 展第14卷[4](PC)+碳酸乙烯酯(EC)+LiClO4凝胶电解质的原子数之比OöLi为8时,其离子电导率最高,提出-3-1离子电导率在室温下接近10S·cm,并具有优了螺旋隧道模型来解释结晶性络合物的离子导电机良的机械加工性能和成膜性能,是制做微型锂离子理。他们认为络合物(PEO)n2MX的基本结构是n=二次电池和电双层电容器的理想电解质材料。4
7、,即氧原子与金属离子数之比OöLi为4。由于PEO分子链具有较好的柔性,能形成一种螺旋形结构,每二、凝胶电解质的结构特征4个O形成一个类似于溶剂化作用的“笼”,将一个凝胶电解质主要是由具有给电子基团的高分子金属离子包容在内(见图1),而金属离子在这种螺聚合物与碱金属盐的金属阳离子形成的络合物。而旋隧道中的跃迁或迁移扩散,使其具有一定的导电聚合物与金属阳离子之间的络合程度及络合物分子性。在高温时,由于在螺旋隧道中会交替出现“空的存在形式和状态对凝胶电解质的性能有至关重要笼”(见图2),使金属离子的跃迁或迁移扩散更容的影响。这主要取决于高分子聚合物的结构特性,如易,
8、从而解释了其电导率随温度
