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全固态锂硫电池电极及电解质膜的制备及性能研究吕忠伟;彭锦雪;郑陈熙;龚正良【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2024(48)4【摘要】全固态锂硫电池(ASSLSBs)兼具高能量密度与高安全性,被认为是最具潜力的下一代储能体系候选者之一,然而目前实验室使用的粉末冷压技术并不适合实际应用。
因此,开发合适的工艺大规模制备固态电解质膜以及复合正极对促进全固态锂硫电池的实际化应用具有重要意义。
以二甲苯作为溶剂,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)作为粘结剂,通过浆料涂布工艺制备了具有高离子电导率(4.7×10^(-4) S/cm)的自支撑硫化物固态电解质膜以及高硫含量(50%质量分数)、高硫载量(4~5 mg/cm^(2))的复合硫正极极片,并研究了其性能。
研究表明:SEBS 质量分数为3%时,电解质膜兼具柔性及高离子电导率;SEBS质量分数为1%的复合硫正极极片表现出良好的电化学性能。
使用固态电解质膜与复合正极极片组装的全固态锂硫电池首次放电比容量可达742.9 mAh/g。
【总页数】6页(P622-627)【作者】吕忠伟;彭锦雪;郑陈熙;龚正良【作者单位】厦门大学能源学院【正文语种】中文【中图分类】TM912.9【相关文献】1.基于有机-无机复合固态电解质膜的全固态锂电池制备与性能研究2.格林卡《夜莺》的创作手法与演奏诠释3.新高考背景下的高中政治教学策略4.全固态锂硫电池复合电解质膜的制备及其性能研究5.通过双掺杂增强Li_(7)P_(2.9)Sb_(0.1)S_(10.65)O_(0.15)I_(0.2)电解质用于高性能全固态锂硫电池因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
聚合物固态电池电导率【原创实用版】目录一、引言二、聚合物固态电池的概述三、聚合物固态电池的电导率及其影响因素四、提高聚合物固态电池电导率的方法五、结论正文【引言】随着科技的发展，人们对于能源的需求越来越高，同时对于能源的环保性和可持续性也提出了更高的要求。
聚合物固态电池作为一种新型的能源存储设备，具有高能量密度、环境友好等优点，被认为是下一代能源存储设备的重要发展方向。
然而，聚合物固态电池的电导率较低，这限制了其性能的进一步提升。
本文将对聚合物固态电池的电导率及其影响因素进行探讨，并提出提高电导率的方法。
【聚合物固态电池的概述】聚合物固态电池是一种采用固态聚合物作为电解质的电池，与传统的液态电解质电池相比，具有更高的安全性、更低的自放电率和更宽的工作温度范围等优点。
聚合物固态电池主要由正极、负极和电解质组成，其中正极和负极材料多为锂离子、钠离子等金属离子，电解质则采用固态聚合物。
【聚合物固态电池的电导率及其影响因素】聚合物固态电池的电导率是指电池内部电子的传导能力，其大小直接影响到电池的充放电性能。
聚合物固态电池的电导率受多种因素影响，主要包括以下几点：1.电解质材料的性质：电解质的离子迁移率和电导率是影响聚合物固态电池电导率的关键因素。
通常情况下，离子迁移率越高、电导率越大的电解质材料，其对应的聚合物固态电池电导率也越高。
2.电极材料的性质：正负极材料的电子传导性能也会对聚合物固态电池的电导率产生影响。
具有高电子传导性能的材料可以提高电池的电导率。
3.电池结构：电池的结构设计对电导率也有重要影响。
优化电池结构，如改变电极的厚度、电导率和电阻，可以有效提高聚合物固态电池的电导率。
【提高聚合物固态电池电导率的方法】针对聚合物固态电池电导率较低的问题，研究人员提出了多种提高方法，包括以下几点：1.选择高离子迁移率和高电导率的电解质材料：通过选用具有高离子迁移率和高电导率的电解质材料，可以有效提高聚合物固态电池的电导率。
固态电解质离子电导率eis拟合固态电解质是一种在室温下呈现固态态的电导体，它具有高离子迁移率和优越的化学稳定性，是燃料电池、锂离子电池、及其他电化学器件的重要组成部分。
因此，对固态电解质的离子电导率进行研究和拟合是十分重要的。
固态电解质的电导率与其组成物质的结构、晶格、缺陷和掺杂等因素密切相关。
目前研究固态电解质离子导电的主要方法是进行交流阻抗谱（EIS）测量并进行拟合。
EIS通过测量材料在交流电场下的响应，可以得到材料的电导率、电容率和极化等信息。
而通过对EIS数据进行拟合，则可以得到固态电解质的离子电导率与温度、结构、掺杂等因素之间的关系。
常见的固态电解质材料包括氧化物、氮化物、硅化物等，其中氧化物固态电解质是研究最为广泛的。
氧化物固态电解质主要包括氧化锂、氧化镁、氧化铝等材料，它们具有比较高的离子导电率和优越的化学稳定性，是锂离子电池和燃料电池等设备中的重要部分。
因此，研究氧化物固态电解质的离子导电行为具有重要的理论和应用意义。
对于氧化物固态电解质的EIS拟合，主要有两种常见的方法：基于等效电路模型和基于经典微观理论。
基于等效电路模型的方法将EIS 数据与特定的等效电路模型进行拟合，通过调整等效电路元件的参数来得到材料的电导率等信息。
而基于经典微观理论的方法则是通过理论模型和实验数据的对比，来推导出固态电解质的离子电导率与温度、结构等因素的关系。
在EIS拟合中，除了选择合适的拟合方法外，还需要考虑实验条件的影响。
例如，温度、气氛、电极材料等因素都会对EIS数据产生影响，因此需要尽量控制这些因素，以获得准确的拟合结果。
此外，固态电解质离子电导率的测量也需要考虑材料与电极的接触问题，以确保测量的准确性。
最后，固态电解质离子电导率的研究不仅有助于理解固态电解质的基本性质，还可以为燃料电池、锂离子电池等器件的性能优化提供重要参考。
因此，通过EIS拟合研究固态电解质的离子电导率，可以为该领域的发展和应用提供重要的理论和实验支持。
聚合物固态电解质：离子电导率提升至10-5 s cm-1随着科技的不断进步，人们对于电池技术的要求也越来越高，而固态电解质作为电池技术的核心组成部分，其性能的优劣直接决定了电池的性能和安全性。
近年来，聚合物固态电解质作为一种新型的电解质材料，备受关注。
本文将重点介绍聚合物固态电解质的特点以及离子电导率提升至10-5 s cm-1的技术和意义。
聚合物固态电解质是一种由高分子材料制成的电解质，与传统的液态电解质相比，具有更高的安全性和稳定性。
由于其具有较好的机械性能和加工性能，因此也更容易实现薄型化、轻量化等要求。
此外，聚合物固态电解质还具有较高的离子电导率和电化学稳定性，因此在电池、燃料电池等领域具有广泛的应用前景。
然而，聚合物固态电解质的离子电导率相对较低，这也是制约其应用的一个重要因素。
为了提高聚合物固态电解质的离子电导率，科研人员进行了大量的研究工作，并取得了一些重要的进展。
其中，将聚合物固态电解质与无机填料进行复合是一种有效的手段。
通过添加无机填料，可以增加聚合物固态电解质的离子通道数量，提高离子的迁移速率，从而提高其离子电导率。
最近，有研究团队发现，通过在聚合物固态电解质中添加一种特殊的无机填料，可以将离子电导率提高至10-5 s cm-1以上。
这一技术突破对于聚合物固态电解质的应用具有重要意义。
首先，高离子电导率可以缩短电池的充电时间和提高电池的能量密度，从而提高电池的性能。
其次，高离子电导率可以降低电池的内阻和减少电池的发热量，从而提高电池的安全性和稳定性。
最后，高离子电导率可以简化电池的结构和降低电池的成本，有利于推动聚合物固态电解质在实际应用中的普及和推广。
总之，聚合物固态电解质作为一种新型的电解质材料，具有广泛的应用前景和重要的研究价值。
通过科研人员的不断努力和技术创新，相信聚合物固态电解质的离子电导率会得到进一步的提高，为未来的能源存储和转化技术带来更多的可能性。
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全固态锂离子电池用PEO 基聚合物电解质的研究进展／赵旭东等13全固态锂离子电池用Pro 基聚合物电解质的研究进展。
赵旭东，朱文，李镜人，贾迎宾 (华中科技大学材料成型与模具技术国家重点实验室，武汉430074)摘要 锂离子电池作为重要的能量储存元件在消费类电子产品、电动汽车和可再生能源存储等领域具有广泛 的应用。
传统液态电解质锂离子电池受到能量密度低、安全性差等诸多缺陷的限制，采用固态电解质替代液态电解 质制备新型固态锂离子电池目前备受关注。
PEO 基固态聚合物电解质由于其设计简单、易于制造、使用安全等优点 已被认为是替代传统液体电解质的首选。
介绍了当前PEO 基聚合物电解质的主要研究种类、特点和性能；阐述了锂 离子在PEO 基聚合物电解质中的导电机制；分析了与PE O 络合的锂盐种类对聚合物电解质的电导率的影响规律； 在此基础上提出了几种改善Pro 基聚合物电解质性能的措施和方法。
关键词 固态锂离子电池PE O 聚合物电解质 固态电解质 中图分类号：TM911 文献标识码：AResearch Progress in PEO Based Polyme r Electrolytes of AllSolid State Lithium Ion BatteryZHAO Xudong ，ZHU Wen ，LI Jingren ，JIA Yingbin(State Ke y L a bo r at o r y of Material Processing a nd Die&M oul d Technology ，H uazhong University of Scienceand Technology ，Wuhan 430074>Abstract As a n i mp ort an t c omp on en t of energy storage ，lithium-ion battery has bee n w ide ly use d in consumer el e c tr o ni c s p r od u c ts ，e l e c tr i c v e hi c le s an d r e ne w ab l e energy storag e ．Beca use the t r a di t i on a l l i t hi u m-i o n b a tt e r y wh ic h used liquid e l e ct r o l yt e h as limitations o n energy density and security ，using solid state e le c t r o ly t e i n s t e ad of liquid elec — trolyte to develop novel all solid statelithium-ion bat t e r y i s b eco min g mor e a nd mor e att rac tiv e ．PE O-b ase d solid poly —mer e le c tr ol yt e has been consid ered a s a p re f e r r ed a lt e r n a ti v e to the conventionalliquid electrolyte because of its ad va n —tages in t erm s 0f simplicity 0f design ，easy p roduc tion and operational safety ．Th ecurrent research about major types ， ch ar a ct er i st ic s and pe rfo rma nce s of P EO -b a se d p o l ym e r e le ct r ol y te s a r e pr es en te d ．T he c on du ct io n me ch an is m of I i- th iu m ion in PEO-basedpolymer elec t ro l yt es is d escribed ，and the effects of the kinds 0f lit h i u m salts ha ving the c o m p -l e x a t i o n w i t h Pr o o n the conductivity of r es u l ta n t polymer elec tr o ly t es a r e analysed ．Basedo n th e s e ，s e ve r a l measur es and me th od s for i mpr ovi ng per for ma nce of PEO-based polymer ele ct r ol yt e s a r e p ro po se d ．K e y w o r d ssolid state lithium ion bat t er y ，PE O ，po l ym e r e le c tr o ly t es ，s o li d eletrolytes当前锂离子电池对人们日常生活以及国民经济所产生 固态电解质一般分两类，一类是无机陶瓷电解质，一类是有 的影响巨大，其应用涵盖商业化电子产品(如手机、电脑等)、 机聚合物电解质。
导电聚合物的电导率研究导电聚合物是一种具有导电性能的高分子材料。
由于其优良的电导率和可塑性，导电聚合物在电子器件制备、能源存储和传感器等领域显示出巨大的应用潜力。
本文将介绍导电聚合物的电导率研究，主要从导电机制、聚合物结构调控以及外界因素等方面展开讨论。
导电聚合物的电导率主要来自于电子或离子在其分子链内或链间的传输。
根据导电机制的不同，导电聚合物可分为两类：金属导电型和载流子型。
金属导电型导电聚合物通过共轭结构中的π电子传导电子，而载流子型导电聚合物则是利用离子在化合物中的自由移动来传导电流。
这两种导电机制的不同决定了导电聚合物的电导率大小和稳定性。
在聚合物结构调控方面，一方面可以通过控制导电聚合物的化学结构来改善其导电性能。
例如，引入具有π电子结构的共轭单体可以增加导电聚合物的共轭程度，提高电子导电性。
另一方面，可以通过控制聚合物的分子量和分子量分布来调节其链间排列的紧密程度，从而影响载流子的传输效率。
此外，在合适的电界条件下，还可以通过控制导电聚合物的形态和晶体结构来进一步提高其导电性能。
除了聚合物自身的结构特点，外界的因素也会对导电聚合物的电导率产生影响。
例如，导电聚合物的温度、湿度和pH值等环境条件变化，都会对聚合物内部的电荷传输路径和载流子传输行为产生影响。
此外，外加电场的作用也会改变导电聚合物内部的电荷分布，并进一步调控电导率。
因此，综合考虑外界因素对导电聚合物的影响，可以优化其电导率并拓展其应用范围。
近年来，随着纳米技术的发展，人们开始研究导电聚合物的纳米复合材料。
这种复合材料将导电聚合物与纳米材料相结合，能够在优化电导率的同时，也兼具其他物理性能，如机械强度和热稳定性等。
通过纳米复合材料的设计和构筑，可以进一步提高导电聚合物的电导率，从而实现更多应用领域的需求。
总之，导电聚合物的电导率研究是一个多学科交叉的领域，涉及导电机制、聚合物结构调控以及外界因素等方面的内容。
通过深入研究导电聚合物的电导率，可以有效地改进其性能，并推动其在电子器件、能源存储和传感器等领域的应用。
聚合物固态电解质固体聚合物电解质(Solid polymer electrolyte，SPE)，又称为离子导电聚合物（Ion-conducting polymer）。
固体聚合物电解质的研究始于1973年Wright等人对聚氧化乙烯（PEO）与碱金属离子络合物导电性的发现。
1979年，法国Armand等报道了PEO碱金属盐络合物在40～60℃时离子电导率达10-5S/cm，且具有良好的成膜性，可用作锂离子电池电解质。
固体聚合物电解质在电子、医疗、空间技术、电致显色、光电学、传感器等方面有着广泛的应用。
简介固体聚合物电解质(Solid polymer electrolyte，SPE)，又称为离子导电聚合物（Ion-conducting polymer）。
固体聚合物电解质的研究始于1973年Wright等人对聚氧化乙烯（PEO）与碱金属离子络合物导电性的发现。
1979年，法国Armand等报道了PEO碱金属盐络合物在40～60℃时离子电导率达10-5S/cm，且具有良好的成膜性，可用作锂离子电池电解质。
固体聚合物电解质在电子、医疗、空间技术、电致显色、光电学、传感器等方面有着广泛的应用。
由于它具有质轻、成膜性好、黏弹性和稳定性均较好等优点，加上在基础研究方面的重要意义，使这一研究有了迅速发展。
国内外对聚合物电解质研究最多、最广泛的是聚氧化乙烯（PEO）类聚合物电解质，但由于PEO的结晶性，其室温离子电导率很低，为10−7～10−8S/cm数量级。
[1]SPE的导电机理固体聚合物电解质由高分子主体物和金属盐两部分复合而成。
前者含有能起配位作用的给电子基团，且基团数的多寡、是否稳定、分子链的柔性等均对固体聚合物电介质有重要影响。
Armand等认为离子导电是通过离子在螺旋溶剂化结构的隧道中的跃迁而实现的。
Berthier 的研究结果表明，由PEO和碱金属盐形成的固体高聚物电解质，常温下存在非晶相（无定形区）、纯PEO相（晶相）和富盐相三个相区，其中离子传导发生在非晶相区。
超锂离子导体电导率比较
超锂离子导体的电导率可以通过比较不同材料的离子导电性能来评估。
以下是一些常见的超锂离子导体材料及其电导率的比较：
1. 固态电解质：
- 锂磷酸盐玻璃陶瓷（LiPON）：电导率约为10^-6 S/cm。
- 硫化锂陶瓷：电导率约为10^-3 - 10^-4 S/cm。
2. 聚合物电解质：
- 聚合物电解质（如聚乙烯氧化物，PEO）：电导率通常较低，约为10^-7 - 10^-5 S/cm。
- 聚合物与离子液体复合材料：电导率通常在10^-4 - 10^-2 S/cm之间。
3. 氧化物电解质：
- 固体氧化物燃料电池（SOFC）电解质氧化物（如氧化锆，YSZ）：电导率通常在10^-2 - 10^-1 S/cm之间。
- 稀土钇系氧化物（如氧化钇稳定的氧化锆，YSZ）：电导率约为10^-2 - 1 S/cm。
需要注意的是，不同温度下，不同材料的电导率会有差异，并且可能会受到添加剂、晶体结构、缺陷等因素的影响。
因此，在比较超锂离子导体的电导率时，需要考虑实际应用条件和材料的热力学稳定性等因素。
