水性聚氨酯在鋰離子電池聚合物電解質(zhì)中的應用

聚合物電解質(zhì)是指相對分子質(zhì)量大的聚合物本體（包括共混）與鹽混合并添加無機填料所構(gòu)成的體系，具有高分子傳導性，它是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型固體電解質(zhì)材料。在鋰離子電池中，聚合物電解質(zhì)與傳統(tǒng)液體電解質(zhì)相比，具有質(zhì)輕，成膜性、黏彈性、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，克服了電池工作中的漏液和體積變化問題。同時可以充當電池的隔膜，將電池的正極與負極分割開來，形狀上可以做到模型化（最薄0.5mm）、任意面積化和任意形狀比，大大提高了電池造型設計的靈活性，復合便攜式電子產(chǎn)品向小型化、輕量化和薄型化的發(fā)展方向。聚合物電解質(zhì)在電池等化學器件制備方面的巨大應用潛力正吸引著研究者的廣泛興趣。

鋰離子電池聚合物電解質(zhì)需同時滿足以下幾個基本要求：室溫電導率大于10^-3 S/cm數(shù)量級；化學、熱力學和電化學穩(wěn)定性好；鋰離子遷移數(shù)t⁺應該接近于1；良好的機械加工性能。目前研究比較成熟的聚合物鋰離子電池電解質(zhì)體系有：聚乙烯氧化物（PEO）、聚丙烯晴（PAN）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚氨酯（PU）等。

聚氨酯具有典型的兩相結(jié)構(gòu)，其聚醚作為軟段可與堿金屬鹽發(fā)生溶劑化作用，促進帶電粒子的傳輸，保證固體電解質(zhì)具有一定的導電性；由氨基甲酸酯等極性集團形成分子硬段，可以產(chǎn)生物理交聯(lián)點，使其具有良好的力學性能和成膜性。因此，選用聚氨酯作為基體，可兼顧聚合物固體電解質(zhì)的電學性能和力學性能，可以期望通過一定的分子設計得到具有優(yōu)良力學性能和離子導電性能的新型聚氨酯聚合物電解質(zhì)。

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