膠態電解質與液態電解質哪個好？

TIME: 2020-02-24 锂電池百科

由聚合物、電解質鹽、低分子有機溶劑三組分複合而成的膠態型體系锂電池電解質，被稱爲膠態電解質。这种膠態電解質具有较高的离子电导率。如PEO+碳酸丙烯酯（PC）碳酸乙烯酯（EC）+LiClO4凝胶电解质的离子电导率在室温下接近10^-3s.cm^–¹，並具有優良的機械加工性能和成膜性能，是制做微型锂離子二次電池和電雙層電容器的理想電解質材料。

凝膠態聚合物電解質是頗有潛力的一種聚合物電解質。它是由聚合物、增塑劑和锂鹽通過互溶方法形成的具有合適微結構的聚合物網絡，利用固定在微結構中的液態電解質分子實現離子傳導，既有固態聚合物的穩定性、可塑性和幹態的特點，又有液態電解質的高離子傳導性。它的制造方法一般是將锂鹽溶入高介電常數有機溶劑中，再將它們作爲增塑劑與高分子聚合物基體複合，電解質锂鹽主要分散在液體相中，離子傳輸也主要發生在液體相中，傳輸機理與液態電解質相似。

膠態聚合物電解質電池的初始容量比液態電解質電池的初始容量小一些，但是隨著充放電次數的增加，膠態聚合物電解質電池的比容量比液態電解質電池衰減速率要慢。這也許是因爲單質硫和生成的锂硫化物在液態電解質中更易發生溶解，這初步說明了膠態聚合物電解質能夠有效抑制反應中所生成的锂硫化物的不可逆溶解。這兩類锂硫電池都有著較高的衰減速率，特別是前10次的循環衰減速率更高。

膠態電解質在导电率方面要高于液态电解质，对锂電池倍率放电性能提升更优越，电池在高温时的膠態電解質的放电平台要高，主要是因为温度高时离子的运动加快，电池的内阻降低，放电性能提高.凝胶态聚合物电解质具有稳定的互穿聚合物网络，可以有效地保持电解液，一定温度范围内具有较好的放电性能。

采用膠態聚合物電解質的電池循環效率比液態電解質電池的循環效率高，其平均衰減率約爲5%，數次循環之後循環效率有所提高並保持恒定。膠態聚合物電解質的使用改善了新型锂硫電池的循環性能，提高了其比容量。

凝膠電解質在此方面的應用有其極大的優勢，凝膠電解質的合成爲锂離子電池的高能量密度和微型化奠定了物質基礎。由于其良好的機械加工性能，可制成超薄，甚至可以卷曲的電池、電容器。在電致顯色、光電化學電子、醫療、空間技術等方面的應用具有廣闊前景。特別是其具有較高的耐熱性，使其在電動車動力源方面的應用已達實用階段。

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