PMMA基凝胶聚合物电解质研究进展
锂离子电池中聚合物电解质的研究进展_步爱秀
第44卷第4期 辽 宁 化 工 Vol.44，No. 4 2015年4月 Liaoning Chemical Industry April，2015收稿日期： 2014-12-15锂离子电池中聚合物电解质的研究进展步爱秀，谭 勇（沈阳理工大学环境与化工学院， 辽宁 沈阳 110159）摘 要： 聚合物电解质在锂离子电池中具有隔膜和电解质的功能，与传统的隔膜和电解质体系相比，改变了对电解液亲和性差，避免了液态电解液泄漏爆炸等安全问题，同时也简化了电池装备，便于电池外形设计。
本文介绍了聚合物电解质的初期发展及性能要求，综述了聚合物电解质组成、各组分作用及改性研究，概述了聚合物电解质出现的问题及未来研究重点。
关 键 词：锂离子电池； 性能要求； 固态聚合物电解质； 凝胶聚合物电解质中图分类号：TQ 325 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2015）04-0392-03锂离子电池因具有工作电压高、比能量大、无记忆效应、循环寿命长、自放电率低等优点，是各类电子产品的理想电源，也是未来电动汽车的理想轻型高能动力源，因此是二次电池的研发及应用的热点。
锂离子电池主要由正负电极、隔膜、电解质及外壳组成[1]。
隔膜作为锂离子电池的重要组成部分，隔离正、负极避免电池短路，为电解液传输离子提供通道，所以隔膜的材料和结构影响锂离子电池的性能。
如影响电池的有效容量、倍率性能、循环寿命及安全性等[2, 3]。
随着锂离子电池的研究及应用，人们对隔膜和电解液的要求也越来越高。
目前商业化锂离子电池存在着隔膜对电解液亲和性差，以及液态电解液泄漏爆炸等安全隐患。
因此，增强隔膜和电解液的亲和性是目前研究的热点之一。
而聚合物电解质实现了隔膜与电解质一体化，很好的避免了这一问题的发生，同时聚合物电解质可塑性强，便于电池形状设计及装配。
可适应电子产品微型化、薄型化、轻型化的发展要求[4-7]。
1 聚合物电解质的初期发展及性能要求1973年，Wright 等[8]发表了聚氧乙烯(PEO)- KSCN 复合物导电性的研究结果，标志着人们对聚合物电解质研究的开始。
凝胶聚合物PVDF-HFP电解质膜的性能研究
凝胶聚合物PVDF-HFP电解质膜的性能研究芮含笑; 乔庆东; 李琪【期刊名称】《《电源技术》》【年(卷),期】2012(036)003【总页数】4页(P335-338)【关键词】偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物; 聚合物电解质; 改性【作者】芮含笑; 乔庆东; 李琪【作者单位】辽宁石油化工大学石油化工学院辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TM912.9凝胶型聚合物电解质具有易加工、无泄漏，安全性高，可连续生产等优点，不仅可以充当隔膜，还能取代液体电解液，在锂离子电池中具有巨大的应用价值。
制成的聚合物二次锂电池性能优良，体积小、质量轻便，在移动电话、携带式通讯器材、笔记本式计算机等设备中得到广泛应用。
但是其电化学性能和机械性能等还需进一步提高。
提高GPE离子电导率的方法是选择介电常数较大、结晶度低、电化学性能稳定、热稳定性好的聚合物，如PVDF、PAN等。
采用具有大阴离子、利于电荷分散的锂盐，如LiFP6、LiClO4等。
增塑剂选用介电常数较大，与聚合物相容性好的低聚物或有机溶剂，如PC、EC等。
同时，必须优化锂盐、聚合物和增塑剂的配比。
通过对国内外的成果研究可知，PVDF-HFP凝胶聚合物电解质是目前应用于锂离子电池的较为理想的电解质。
1 聚合物电解质的研究概况和制备方法凝胶聚合物电解质主要由聚合物、增塑剂和锂盐组成[1]，同时具有液体电解质体系中的隔膜和离子电导载体的功能。
1.1 PVDF-HFP基锂电池用电解质的研究概况Watanabe[2]等在1981年最先对PVDF进行了测试研究，他们把PVDF、锂盐和碳酸丙烯酯或碳酸乙烯酯按一定比例制成均一的混合膜。
Tsuchida等研究了增塑剂对PVDF的影响，结果表明当LiClO4含量为30%时，几种增塑剂对电导率的提高顺序为：MF＞γ-BL＞EC＞PC＞PEG400＞PPG1000。
表明粘度比介电常数对电导率的影响要大，聚合物电解质的电导率强烈依赖于离子运动能力。
PMMA的研究及应用课件 (二)
PMMA的研究及应用课件 (二)
- 什么是PMMA?
PMMA，全称为聚甲基丙烯酸甲酯，是一种常见的有机玻璃材料，具有高透明度、优异的光学性能、耐化学性等特点。
- PMMA的制备方法有哪些？
PMMA的制备方法主要有自由基聚合法、离子聚合法、缩合聚合法等。
其中，自由基聚合法是最常用的方法，通过甲基丙烯酸甲酯单体在自由基引发剂的作用下进行聚合制备PMMA。
- PMMA的应用领域有哪些？
PMMA广泛应用于建筑、汽车、电子、光学等领域。
在建筑领域，PMMA 常用于制作天窗、隔断、墙板等；在汽车领域，PMMA常用于制作车灯罩、后视镜等；在电子领域，PMMA常用于制作显示屏、光纤等；在光学领域，PMMA常用于制作透镜、光学器件等。
- PMMA的特点有哪些？
PMMA具有高透明度、优异的光学性能、耐化学性、耐候性、机械强度高等特点。
同时，PMMA还具有良好的加工性能，易于切割、钻孔、热成型等。
- PMMA的优缺点是什么？
PMMA的优点包括高透明度、优异的光学性能、耐化学性、耐候性、机械强度高、良好的加工性能等；缺点则包括易刮花、易变色、易开裂等。
此外，PMMA的价格相对较高，也是其应用受到限制的因素之一。
- PMMA的未来发展方向是什么？
未来，PMMA的应用领域将会进一步扩大。
随着科技的发展，人们对高
透明度、高光学性能的需求不断增加，PMMA作为一种优秀的有机玻璃材料，将会在光学、电子、医疗等领域得到更广泛的应用。
同时，PMMA的研究也将会更加深入，探索其更多的性能和应用。
聚醚类聚合物固体电解质的研究
聚醚类聚合物固体电解质的研究聚醚类聚合物固体电解质是一种新型的电解质材料，具有在固态下导电的特性。
它在电化学领域引起了广泛的关注和研究。
本文将从材料的特性、制备方法、应用领域等方面进行探讨。
聚醚类聚合物固体电解质具有良好的离子传导性能。
由于其高分子链结构中含有大量的醚键，这些键能够提供离子传输的通道，使得电解质具有较高的离子导电率。
此外，聚醚类聚合物固体电解质还具有较宽的电化学窗口，能够在较宽的电压范围内稳定工作。
聚醚类聚合物固体电解质的制备方法多样。
常见的制备方法包括溶液浸渍法、熔融浸渍法和固相反应法等。
其中，溶液浸渍法是一种较为常用的制备方法，通过将聚合物溶液浸渍到多孔支撑体中，再经过干燥和热处理等步骤得到固体电解质。
此外，还可以通过掺杂、交联等方法来改善电解质的性能。
聚醚类聚合物固体电解质在能源领域具有广泛的应用前景。
首先，它可以应用于锂离子电池中，作为替代传统液态电解质的固态电解质材料。
相比于液态电解质，固态电解质具有更高的安全性和稳定性，能够有效抑制锂电池的热失控现象。
此外，聚醚类聚合物固体电解质还可以应用于超级电容器、燃料电池等领域，提高器件的性能和稳定性。
除了在能源领域，聚醚类聚合物固体电解质还具有其他应用潜力。
例如，在传感器领域，它可以作为离子传感器的电解质层，实现对离子浓度的检测。
此外，聚醚类聚合物固体电解质还可以应用于电化学合成、电解水等领域，推动相关技术的发展。
聚醚类聚合物固体电解质作为一种新型的电解质材料，具有良好的离子传导性能和较宽的电化学窗口。
它的制备方法多样，应用领域广泛，特别是在能源领域具有重要的应用前景。
随着对其性能和制备方法的深入研究，相信聚醚类聚合物固体电解质将在未来得到更广泛的应用和发展。
聚合物固体电解质综述
电解质盐的改性
由于锂离子半径很小，如果阴离子半径很大，所形成的盐离解能小而且容易发 生电离。通常采用的锂盐有 LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3及 LiN（CF3SO2）2等
电解质与聚合物的组合
利用聚合物的弯曲链把阴离子包围住，从而抑制阴离子的移动。结果表明，锂 离子的迁移数大大增加了，但是总的离子导电性大大下降。
研究较多、性能较好
直接涂布法
1
凝胶
将聚合物溶解在锂盐浓度较低的液体电解质中， 将形成的凝胶涂布在制模板上，蒸发多余的溶剂 即得到凝胶聚合物电解质膜
现场聚合法
单体、交联剂、液态电解质和引发剂直接混合均
匀，然后注入电池，真空密封，最后加热或 UV
聚合形成凝胶聚合物电解质
2
3
微孔聚合物隔膜法
限制被为空聚合物隔膜，后将聚合物隔膜寖取电 解质活化，即得到凝胶聚合物电解质。
聚合物固体电解质的概述
电解质综述
全固态聚合物电解质
CONTENTS
凝胶聚合物电解质
电解质综述
锂离子电池
超级电容器
燃料电池
电解质广泛应用于电池、高温氧化物燃料电池、超级电容器、电致变
色器件和离子传导型传感器件等。也用在记忆装置、显示装置、化学传感 器中。其作用为：在正负极之间充当离子传输的媒介。
凝胶聚合物电解质存在的问题
机械强度Байду номын сангаас
A
常用的改善 GPE 的机械性能的方法主要 PE隔膜或无纺布支撑， 从聚合物结构的改性方面有共混或共聚、交联、添加填料等
界面稳定性
B
C
凝胶聚合物电解质与电极之间的界面稳定性是保证聚 合物电解质电池良好的循环寿命的最重要的因素
聚酰亚胺基气凝胶材料的制备及应用研究进展
图 ３ ＯＡＰＳ 交联的柔性和可折叠的聚酰亚胺气凝胶
性ꎬ特将 ＰＭＤＡ 导 入 到 形 成 的 齐 聚 物 分 子 链 段 之
和 ３ꎬ３′ꎬ４ꎬ４′ － 联苯四羧酸二酐( ＢＰＤＡ) 反应ꎬ制得
的 ５％ 热失重温度可提高到 ６００ ℃ 左右ꎬ玻璃化转
用研究进展作一综述ꎮ
等 [３] 还 采 用 以 ４ꎬ ４′ － 氧 二 苯 胺 ( ＯＤＡ ) 和 ３ꎬ ３′ꎬ
１ 制备方法
从合成反应上讲ꎬ聚酰亚胺气凝胶主要可由二
胺与二酐反应以及异氰酸酯法来合成ꎬ此外ꎬ还有一
些其它特殊合成方法ꎮ
１. １ 以二胺和二酐为主原料来合成的 ＰＩ 气凝胶
由二胺与二酐反应来合成聚酰亚胺气凝胶是制
摘 要: 聚酰亚胺( ＰＩ) 基气凝胶作为一种极其重要的聚合物基气凝胶而深受人们的重视ꎮ 本文主要介绍了以二胺
和二酐为主原料来合成的 ＰＩ 气凝胶、异氰酸酯法合成的 ＰＩ 气凝胶等方面的研究进展ꎬ并综述了聚酰亚胺基气凝胶在隔热
材料、低介电常数材料及其他方面的应用研究进展ꎮ
关键词: 聚酰亚胺 气凝胶 合成方法 隔热材料 低介电常数
作者简介: 周成飞(１９５８—) ꎬ安徽绩溪人ꎬ研究员ꎬ主要从事高分子
功能材料及射线改性技术研究ꎮ
第４ 期
周成飞. 聚酰亚胺基气凝胶材料的制备及应用研究进展
２１
Ｊｉａｎｇ 等 [４] 则以 ３ꎬ３′ꎬ４ꎬ４′ － 联苯四羧 酸 二 酐
( ＢＰＤＡ) 、均苯三酸二酐( ＰＭＤＡ) 和 ４ꎬ４′ － 二氨基二
芴( ＢＡＰＦ) 的混合物为原料ꎬ合成了聚酰亚胺气凝
胶ꎮ 结果发现ꎬ含 ＢＡＰＦ 的样品在高温下老化 ５００ ｈ
聚合物电解质的制备及电化学性能表征-2018
实验一聚合物电解质的制备及电化学性能表征一. 实验目的1.学习溶液浇铸法制备聚合物电解质膜；2.掌握交流阻抗法测试聚合物膜的本体电阻，交流阻抗与计时电流法测钠离子迁移数，线性扫描或循环伏安法表征电解质膜的电化学窗口。
二. 实验内容1.电解质膜电导率实验中将固体电解质组装成SS/电解质膜/SS对称阻塞电池进行交流阻抗(EIS)测试。
根据公式(3.1)计算电解质膜的电导率。
其中σ为聚合物电解质膜的电导率，R为EIS测得的电解质膜的本体电阻，L为膜的厚度，S为电极面积。
σ(3.1)测试条件：振幅为10mV，频率为106Hz~10Hz，温度范围25~80℃，测试前将电池在测试温度下静置1h使电池稳定。
2.电解质膜钠离子迁移数将电解质组装成Na/电解质膜/Na对称非阻塞电池进行直流极化测试，直流极化电压为10mV，在直流极化测试前进行EIS测试，振幅为10mV，频率为106Hz~0.01Hz. 根据公式(3.2)计算电解质膜的钠离子迁移数。
其中R0和Rss分别为直流极化前后EIS测得的电解质膜与金属钠的界面阻抗，I0和Iss分别为初始电流和稳定电流值。
(3.2)3.电解质膜电化学窗口通过线性扫描伏安测试(LSV)和循环伏安测试(CV)来表征电解质的电化学窗口，在给定的电压范围内以一定的速率对电池的电压进行扫描，当电池在测试电压范围内发生氧化或还原反应时，可以观察到电路的显著变化，基于这些特征，LSV和CV可以用于评价电解质的电化学稳定性。
实验中使用不锈钢SS为工作电极，金属钠为对电极和参比电极，将聚合物电解质膜组装成SS/电解质膜/Na电池进行LSV或CV测试，扫描范围为-0.5~6V，扫描速度为5mV/s.三．实验步骤1. 将PEO与NaClO4按照摩尔比EO:Na=20的比例进行称量，加入无水乙腈(CAN)，加入一定量的介孔分子筛SBA-15和不同质量比的离子液体(0，20wt%，40wt%，60wt%，80wt%)，磁力搅拌24h至完全溶解，获得均匀溶液；2. 将溶液浇铸于聚四氟乙烯模具内，室温下干燥24h，使溶剂自然挥发，然后置于50℃烘箱内继续干燥48h使溶剂完全挥发，获得聚合物电解质，用打孔器将聚合物电解质裁成直径为19mm的圆片进行；3. 将电解质圆片、不锈钢圆片和2025纽扣电池壳组装成SS/电解质膜/SS对称阻塞电池、Na/电解质膜/Na对称非阻塞电池、SS/电解质膜/Na电池分别进行离子电导率、离子迁移数、电化学窗口等测试。
PEO基聚合物复合电解质的制备及性能研究
山东化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY・44・2021年第50卷PEO基聚合物复合电解质的制备及性能研究梁文珂，王彦#，诸静，于俊荣，胡祖明(东华大学材料科学与工程学院东华大学纤维材料改性国家重点实验室，上海201620)摘要:将不同含量的单宁酸加入到聚环氧乙烷(PEO)和双三氟甲磺酰胺亚胺锂(LiCFSI)体系中，采用流延法来制备聚合物电解质膜’在氢键的作用下破坏PEO的结晶度来提高聚合物电解质的离子电导率°通过X射线衍射、差示扫描量热仪、热重分析仪、力学性能、表面形貌以及交流阻抗法等对聚合物电解质膜进行表征’结果表明，随着单宁酸(TA)含量的增加，结晶度下降，断裂伸长率提高，最高达到了675%,热力学性能也有很大的改善°室温下，当单宁酸含量为1%时,拉伸强度达到0固2MPg,离子电导率最大达到了3.4X10-5^^cm o 关键词：聚环氧乙烷;双三氟甲磺酰胺亚胺锂;氢键;聚合物电解质中图分类号:TQ151%0646.1文献标识码：A文章编号：1008-021X(2021)03-0044-03Sthdy on Preraration and Performancc of PEO-baseS Polymer Composite ElectrolyteLiang Wenke,Wang Yan*,Zhu Jing,Yu Junrong,Hu Zuming(State Key Laboratory for Modification of Chemical FiCers and Polymer Materials,Colleae of Materials Science and Engineering,Donghua University,Shanghai201620,China)Abstract:DiOerent contents of tannic acid were added to polyethylene oxide(PEO)and lithium bis(miUuowmethane )uooonamide)imide(LiTFSC))y)tem,and thepooymeeeoecteooytemembeanewa)peepaeed byca)tingmethod.Theionic conductieityoothepooymeeeoecteooytei impeoeed byde)teoyingthecey)ta o inityooPEO theough theaction oohydeogen bond).The polymer electrolyte membrane was characterized by X-ray dCfraction,d/ferential scanning ca/rimeter,thermog/vioemic anayaee,mechanicaHpeopeeties,sueoacemoephoogy,and ACimpedancemethod.Theeesu tsshowed thatwith theinceeaseoothe tannin content,theceystainitydeceeased,theeongation atbeeak inceeased,up to675%,and thetheemodynamicpeopeeties weeeasogeeatyimpeoeed.Ateoom tempeeatuee,when thetannicacid contentis1%,thetensiesteength eeaches0.22MPa, and the maxioum ionic conductivity reaches3.4x105S/cm.Key words:polyethylene oxiUe%lithium bisOiCuo/methane su/onamide ioide%hydrogen bond%polymer electrolyte锂离子电池作为储能装置的代表，因为其化学稳定性、循环寿命长和能量密度高等优势，比其他类型的电池如锌c电池、铅酸电池等有更广泛的应用［1］。
聚合物电解质 原位聚合电解质
聚合物电解质原位聚合电解质
聚合物电解质（PPE）是一种新型的离子导体材料，由于其优异
的电化学性能和机械性能，在锂离子电池、燃料电池等领域受到广泛关注。
然而，由于其制备过程中需要使用有机溶剂，不仅环境污染严重，还存在成本高、耗能大等问题。
为了解决这些问题，原位聚合电解质成为了研究的热点之一。
原位聚合电解质是指在聚合反应中直接在溶液中制备聚合物电
解质，避免了有机溶剂的使用。
目前，常用的原位聚合电解质有离子液体、聚合物前驱体和单体等。
离子液体原位聚合电解质具有高离子导电性、高化学稳定性等优势，但由于其高成本、粘度大等问题，目前尚未得到广泛应用。
聚合物前驱体原位聚合电解质适用于复杂形状的器件制备，但其制备过程较为繁琐。
单体原位聚合电解质则是一种简单、快速的制备方法，具有低成本、高效率等优点。
原位聚合电解质的制备方法不仅可以避免有机溶剂的使用，还可以实现材料的一步合成、简化制备工艺等优点。
未来随着原位聚合电解质技术的不断发展和完善，相信它将成为PPE制备的重要方法之一。
- 1 -。
原位聚合 凝胶电解质 聚合物电解质
原位聚合凝胶电解质聚合物电解质
原位聚合凝胶电解质聚合物电解质是一种新型的离子导体材料,在电池、超级电容器、电化学传感器等领域具有广阔的应用前景。
它具有以下特点:
1. 制备方法简单
原位聚合凝胶电解质是通过在聚合物基体中引入液体电解质并进行原位聚合而制备的。
这种方法避免了传统固态聚合物电解质的复杂步骤,操作简单、成本低廉。
2. 离子电导率高
凝胶电解质中聚合物基体和液体电解质相互渗透,形成半固态结构。
液体电解质为离子提供了快速传输通道,使得凝胶电解质具有较高的离子电导率,接近于液体电解质。
3. 机械强度佳
聚合物基体赋予了凝胶电解质一定的机械强度和柔韧性,避免了流失和泄漏问题,提高了电化学装置的安全性能。
4. 电化学稳定性好
凝胶电解质通过合理设计聚合物基体和电解质组分,可实现宽电压窗口、良好的电化学稳定性和热稳定性。
5. 可设计性强
通过调节聚合物基体、电解质组分和引入功能填料等方式,可以赋予
凝胶电解质特殊的性能,如高离子电导率、高机械强度、热稳定性等,满足不同应用需求。
原位聚合凝胶电解质聚合物电解质集聚了固体和液体电解质的优点,是未来电化学储能领域的重要发展方向之一。
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研发部 朱红庆
1 概述
1.1 聚合物电解质的特点
与液态电解质相比，聚合物有电解质具有以下优点： （1）抑制了枝晶生长。
（2）耐充放电过程的体积变化。
（3）降低了与电极反应的活性。 （4）安全性能高。 （5）聚合物电池外形设计多样化、薄型化、组装灵活。
1 概述
1.2 聚合物电解质的分类 1.2.1 按微观结构形态和作用机理分 （1）纯固态电解质（DSPE）； （2）凝胶型聚合物电解质（GSPE）； （3）多孔型聚合物电解质（PSPE）； （4）无机粉末复合型聚合物电解质（CSPE）。 1.2.2 按聚合物基质分 （1）聚环氧乙烯基（PEO） （2）聚甲基丙烯酸甲酯基（PMMA）； （3）聚偏氟乙烯基（PVDF）； （4）聚丙烯腈基（PAN）； （5）聚氯乙烯基（PVC）。
2 PMMA基凝胶聚合物电解质的特点
2.2 PMMA基凝胶聚合物电解质的缺点
（1）PMMA基聚合物电解质在有机电解液中有一定的溶解 性， （2）在高温下的机械强度较低，结构稳定性差； （3）Li+离子迁移数偏低（阳离子迁移数一般不超过 0.5），难以与电极充分接触，影响了其进一步应用。
注：理想的电解质体系锂离子的迁移数应接近于1，聚合物电解质应具有 较高的锂离子迁移数才能减少充放电过程中的浓度极化，降低电池中 的电位损失，使电池产生高的能量密度。
4 PMMA基凝胶聚合物电解质的研究现状
鉴于PMMA基凝胶聚合物电解质的优缺点，人们一方面采 用共聚、共混、交联或添加填料的方法对PMMA母体进行改 性，在保持高离子电导率的同时提高其机械强度。另一方 面，通过将凝胶直接直接涂覆在微孔膜上来改善电池的性 能。
4.1 P（MMA-AN）共聚凝胶聚合物电解质
4 PMMA基凝胶聚合物电解质的研究现状
4.5 丙烯酸酯及其衍生物单体凝胶聚合物电解质 专利CN 1301565C将具有不饱和双键的硅烷化合物、具有不饱 和双键的酯类单体、上述硅烷化合物和酯类单体的均聚或共聚 物的预聚体、交联剂（聚乙二醇二甲基丙烯酸酯）、引发剂、 液态电解液混合均匀制备成前驱体，然后再进行热聚合形成凝 胶聚合物电解质。制得的聚合物电解质电导率均在10-3S/cm。 其组分为： 硅烷化合物：1.0-20% 酯类单体：0-20% 预聚体：0-20% 交联剂：1-20% 热引发剂：0.01-5% 非水电解液：60-96%
将丙烯腈（AN）与甲基丙烯酸甲酯（MMA）共聚来制备凝 胶聚合物电解质，其力学性能、与电极的相容性都明显提 高，界面稳定性也会有所提高。
பைடு நூலகம்
4 PMMA基凝胶聚合物电解质的研究现状
PAN是一种耐热性能和阻燃性能良好的聚合物，同时具有
具有较宽的电化学稳定性范围。但PAN链上含有强极性基团 -CN，与锂电极相容性差，凝胶聚合物膜与锂电极界面钝化现 象严重，随时间延长，其电池内阻会不断增大。将其与锂电 极有较好的界面稳定性、界面阻抗低与电解液相容性好好的
4 PMMA基凝胶聚合物电解质的研究现状
4.4 无机填料改进PMMA基凝胶聚合物性能 研究表明，纳米无机填料的添加能有效改善凝胶电解液的成 膜性能，提高其机械强度、锂/电解质界面稳定性和离子电导率。 纳米活性材料具有比表面大、锂离子嵌入脱出深度小、行程 短，可以保证电极在大电流充放电极化程度小、可逆容量高、 循环寿命长。另，纳米材料的高空隙可以给锂离子的嵌入和脱 出提供大量的空间，使嵌锂容量及能量密度得到提高。常用无 机填料有SiO2、Al2O3、沸石、γ-AlLiO2、TiO2以及ZnO2。
1 概述
1.3 凝胶聚合物电解质 凝胶型聚合物电解质GSPE是聚合物母体（或单体）与电 解质锂盐、溶剂，以某种形式成膜，制成凝胶状的聚合物 电解质。GSPE中包含有大量液体，电解质锂盐主要分散在 液体相中，其离子传输也主要发生在液体相中，因而其传 输机理与液体电解质相似，聚合物母体主要起支撑作用。 1.3.1 凝胶聚合物电解质的分类 （1）物理交联型，一般为线形聚合物分子与溶剂、锂盐 通过聚合物聚合物物理交联点作用形成网络结构，从而形 成凝胶； （2）化学交联型，一般为单体（或者预聚物）、溶剂、 电解质锂盐，加入交联剂，通过热或光聚合反应形成一种 以化学键相互作用的网络结构。
PMMA共聚则可以互补优缺，得到性能较优的凝胶聚合物电解
质。 同时还可以在P(AN-MMA)凝胶体系中加入SiO2、SnO2、 Al2O3、TiO2等纳米粒子对其机械性能和电导率进行改善。
4 PMMA基凝胶聚合物电解质的研究现状
4.2 PMMA/PVC共混凝胶电解质
研究发现PMMA含量高则制得的凝胶电解质的电导率大，PVC 含量大则凝胶电解质的机械强度大，两者配比适当则能够制得电 导 率和机械强度均较好的电解质。研究发现，两者比例为3:7时形成 的凝胶电解质性能较好。
4 PMMA基凝胶聚合物电解质的研究现状
4.3 P(MMA-VAc)共聚/共混聚合物电解质
PVAc有较强的粘结性、可增强正负极材料间接触特点。 PMMA-VAc共聚物凝胶可在聚烯烃支撑膜上形成多孔结构、具 有良好热稳定性和很高的吸液能力。吸液后形成的聚合物电 解质具有较高的离子导电性。 将PMMA与PVAc共混制备聚合物电解质膜，可增强凝胶聚 合物电解质的离子导电率。
5
PMMA基凝胶聚合物电解质的发展方向
主要通过共聚、共混、添加无机纳米粒子改性等方法提高 电导率的同时改善其机械性能及与电极的相容性。 寻找新的聚合物基体、支撑体无机纳米粒子将是未来聚 合物电解质的研究重点。
3 PMMA基凝胶聚合物电解质常用制备方法
法一：将PMMA溶解于THF溶剂中，加入液态含锂盐有机电 解质，充分混合均匀后浇铸在玻璃或特富龙塑料薄膜上，室 温溶剂蒸发后即得聚合物电解质膜。制作过程均需在干燥氮 气气氛中。此法工艺控制复杂。 法二：将单体MMA、引发剂、液态电解液、交联剂混合均 匀后，注入电池中，通过热聚合形成凝胶聚合物电解质。此 法残留的未反应的单体和引发剂会影响电池的性能。 法三：将聚合物单体进行预聚，减压除去未反应的单体 和引发剂，然后再将其与电解液、交联剂、引发剂混合均匀， 通过加热聚合形成聚合物电解质。
2 PMMA基凝胶聚合物电解质的特点
2.1 PMMA基凝胶聚合物电解质的优点
（1）MMA结构单元中有一羰基侧基，与碳酸酯类增塑剂 中的氧有很强的相互作用，能够包容大量的液体电解质；
（2）对电极有较好的界面稳定性；
（3）与金属锂电极的界面阻抗低；
（4）与电解液相容性好； （5）PMMA原料丰富，易合成，成本低。
4 PMMA基凝胶聚合物电解质的研究现状
4.5 丙烯酸酯及其衍生物单体凝胶聚合物电解质 一般采用一种以上的双官能团或三官能团的丙烯酸酯单体、 有机电解液、引发剂混合制备成前驱体，然后在引发剂的作用 下通过外力加热引发单体聚合形成网状结构包裹液态电解液， 最终形成凝胶聚合物电解质。 此聚合物电解质组分含量一般为： 单体：1-10% 引发剂：0.01%-1% 液态有机电解液：89-99%