中国粉体网讯 聚合物固态电解质是由极性高的聚合物和金属理盐络合而成，因其具有与电极材料间的反应活性低、质量轻、易加工成膜、生产成本低等优点，被认为是具有应用前景的固体电解质材料。目前研究最多的体系是聚氧化乙烯（PEO）基电解质。该电解质的Li+传输主要是利用Li+同PEO链上的醚氧基团强烈的络合-解络合效应，通过聚合物基体的链段运动实现Li+迁移。但是，该聚合物基体易结晶，使得电解质室温离子电导率低。通过共混、共聚和交联等方法对PEO基体改性，抑制其基体结晶，增强其链段的运动，从而提高电解质的离子电导率。此外，该体系在与高能量密度氧化物正极材料（LiCoO、三元材料等）匹配时容易发生氧化分解，电解质的电化学稳定性差。通过正极表面包覆可以抑制氧化物正极与PEO基体间的副反应，满足高电压正极的使用要求。相比PEO体系聚碳酸乙烯酯（PEC）、聚碳酸丙烯酯（PPC）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈（PAN）、聚（偏氟乙烯-六氟丙烯）（P（VDF-HFP））、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）具有较高的电化学稳定性，但单纯由聚合物与锂盐组成的聚合物电解质室温离子电导率仍较低，仅为10-8-10-6Scm-1，且具有较大的温度依赖性，远不能满足实际的需要。添加无机填料、液体电解质、塑腈及离子液体等得到的复合型电解质体系是提高其离子电导率的有效途径。
聚合物电解质的离子电导率
与液态电解质不同，固态电解质无法流动或渗透到电极材料的空隙中，导致粒子之间的物理接触性能较差。由于全固态锂离子电池中的所有组件都是固态，正极、电解质和负极之间的纯物理叠加会产生很多界面，包括正极/电解质、电解质/负极、正极/负极界面和集流体等。这些界面又可进一步分为空隙、通过化学反应或电化学反应形成的界面及晶界等。
聚合物固态电解质在与正、负电极材料匹配时，较大的界面阻抗，不良的界面接触性能和易于锂枝晶生长等问题都是限制当前固态电池发展的关键因素。目前，如何进一步改善固/固电解质/电极材料间的界面相容性问题是当前亟待解决的重大难题。
针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题，中国粉体网将于12月20-21日在常州举办第四届高比能固态电池关键材料技术大会。为致力于固态电池技术开发的企业，科研院校，以及电动车、储能、特种应用等终端企业提供信息交流的平台，开展产、学、研合作，共同推动行业发展。届时，浙江工业大学刘育京教授将作题为《聚合物全固态电池功能复合界面的精细化研究》的报告。报告将围绕聚合物基全固态高比能锂电池中功能复合界面的微观构效关系研究，针对界面功能复合结构的形成机理与演变规律等关键科学问题，从纳米尺度讨论并揭示二次电池中功能复合界面作用机制，展示敏感电池材料微观解析及调控的特色系列研究：1.建立了自组装单分子层构筑高稳定性锂阳极界面的普适性方法，首次发现长程有序分子还原电解质的界面催化作用，解决了电解质不可控分解的突出难题。2.发展了敏感高分子及金属锂界面纳米尺度可视化的表征方法，首次以实验验证了近50年的聚合物固态电解质界面结构的理论预测。3.提出了高分子功能复合结构对界面的稳定机制，获得了最高循环稳定性之一的高比能金属锂电池。
专家简介：
刘育京，浙江工业大学材料科学与工程学院健行特聘教授，教授，博士生导师。本科毕业于浙江大学竺可桢学院，浙江大学高分子材料博士学位。主要研究方向为高比能二次电池功能复合界面的纳米尺度结构演变规律与调控机制。以第一作者/（共同）通讯作者身份在Science，Nat.Commun.，Adv.Mater.，Angew.Chem.Int.Ed.，Acc.Chem.Res.，Adv.Funct.Mater.等国际知名学术期刊上发表研究论文，共发表论文80余篇，1篇入选中国百篇最具影响国际学术论文，10篇入选ESI高被引论文，H因子27。主持国家自然科学基金面上项目等项目，曾获浙江省优秀博士学位论文提名论文奖。2021年主讲的《青年科学家“跟着总书记学思维”》之创新思维，被中宣部评为全国优秀理论宣讲微视频。2020年获第五届全国高校青年教师教学竞赛工科组一等奖（全国前五名），2019年获浙江省第十一届高校青年教师教学竞赛工科组特等奖第一名。
参考来源：
陈龙等.聚合物固态锂电池电解质/负极界面
王丰玥等.全固态锂离子电池固态电解质的研究进展
刘玉龙等.聚氧乙烯基聚合物固态电池的界面研究进展
（中国粉体网编辑整理/文正）
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