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聚合物锂离子电池单离子导体的四种方法

如何把聚合物锂离子电池的阴离子以共价键方式固定到大分子主链上,获得只有阳离子可动的单离子导体?要获得单离子导体的聚合物锂离子电池的方法主要有以下几种。

1、将具有载流离子源的大分子单体进行聚合。例如,聚甲基丙烯磺酸盐、聚苯乙烯磺酸盐等。虽然它们都有固定不动的阴离子,但通常情况下都是呈现玻璃态的硬固体,而且Tg都很高,离子电导率不高。

2、将聚电解质和利于离子传导的基体高分子进行共混。例如将聚(2-磺乙基甲基丙烯酸锂盐)和聚[2-(4-羧基六氟丁酰基氧)乙基甲基丙烯酸锂盐]共混,得到共混体系的单离子导体。然而离子电导率低,30度时仅为4 x 10 S/cm。

3、将起离子传导作用和作为载流子源的不同单体进行共聚,甚至形成交联网络结构。例如甲基丙烯酸低聚氧化乙烯酯和甲基丙烯酸碱金属盐的共聚物在室温时的电导率大约为10 S/cm,电化学窗口达5.0V以上。在甲基丙烯酸己磺酸锂和丙烯腈共聚物中,由于共聚物中的-CN具有高极性,有利于无机盐的解离,在室温下这样的共聚物的离子电导率达10 S/cm。

4、先合成聚合物,然后再将阴离子固定到聚合物上。

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