聚合物鋰離子電池凝膠電解質的研究進展

尚 昕，劉曉紅*，饒國華，易 均，王振希

(1.南昌大學環境與化學工程學院，330031，南昌；2.江西省科學院產業處，330099，南昌；2.南昌工程學院理學院，330099，南昌)

聚合物鋰離子電池凝膠電解質的研究進展

尚 昕1，劉曉紅1*，饒國華2，易 均2，王振希3

(1.南昌大學環境與化學工程學院，330031，南昌；2.江西省科學院產業處，330099，南昌；2.南昌工程學院理學院，330099，南昌)

凝膠聚合物電解質(GPE)因具有良好的力學加工性能、安全性能和較高的室溫離子電導率而受到廣泛關注。針對國內外通過修飾聚合物基體、優化有機增塑劑、改善鋰鹽、改善復合離子液體、加入無機粒子的方式對GPE的改性研究進行了相關總結與分析。

凝膠聚合物電解質；鋰離子電池；優化與改性

0 引言

鋰離子電池因其具有電壓高、比能量高、無記憶效應、無污染、自放電小、壽命長等優點而得到廣泛應用[1]。在傳統的液態鋰離子電池的使用過程中，由于電池的包裝破損、電池過充以及在充放電過程中枝晶鋰的生成，引起電池漏液、燃燒爆炸和短路等安全問題[2]。為了解決這些安全隱患，研究人員采用復合電解質代替原有的電解液和隔膜，有效地解決了這些安全問題[3]。

聚合物電解質可分為純聚合物電解質(固態聚合物電解質(SPE))、凝膠聚合物電解質(GPE)和多孔聚合物電解質(PPE)[4]。GPE是由聚合物基體、增塑劑和電解質鋰鹽通過一定方法形成的具有合適微結構的聚合物電解質體系，將液體電解質分子固定在具有合適微結構的聚合物網絡中從而實現離子的傳導[5]，兼具固體聚合物的穩定性和液態電解質的高離子傳導率，從而顯示出良好的應用前景[6]。然而GPE的電導率、離子遷移分數和力學性能等有待改進。本文簡單介紹了GPE的組成結構和導電機理，對研究者們通過采用修飾聚合物基體、優化有機增塑劑、改善鋰鹽、改善復合離子液體和加入無機粒子對GPE的改性等研究做了總結。

1 凝膠的定義、組成和結構

凝膠是物質的一種特殊狀態。聚合物凝膠通常被定義為一個被溶劑溶脹的聚合物網絡體系，通常是將大量的極性小分子增塑劑和聚合物混合并充分攪拌而獲得的，可以看作是溶劑溶解在聚合物中。其獨特的網絡結構使凝膠同時具有固體的粘聚性和液體的分散傳導性，使其可用作聚合物電解質[7]。

GPE是由聚合物基體、堿金屬鹽和低分子有機溶劑3組分進行復合得到，通過范德華力、氫鍵、結晶以及聚合物間化學交聯等凝膠化作用而形成，從結構本質來看，凝膠體系就是由具有給電子能力的聚合物與堿金屬鹽的陽離子形成的絡合體，其中聚合物上的給電子基團都具有較強的配位能力，幾個基團在分子內或分子間形成具有溶劑化作用的“籠”，與金屬陽離子按固定的比例進行配位，各組分的相互作用決定了GPE的綜合性能。

2 凝膠體系的導電機理

雖然目前對于GPE的研究很廣泛，但是對其導電機理的探討仍然沒有明確成熟的理論。1979年Armand提出了螺旋隧道模型[8]，指出在聚合物電解質中存在由聚合物鏈段組成的螺旋形溶劑化隧道結構。在低溫的情況下，在電解質中離子通過在螺旋形的溶劑化隧道中躍遷來實現傳輸。而在高溫條件下，會有缺陷或空穴出現在聚合物電解質中，通過這些缺陷或空穴離子實現了傳輸，這種情況屬一維離子導體，如果孔道外的陰離子與陽離子形成離子對的能力較強時，則陽離子運動受阻，導電性將大大降低，其導電率與溫度的關系服從Arrhenius方程，只有具有化學計量結構的PEO堿金屬鹽體系符合該機理。

此外Robitaille[9]等研究發現，聚合物與堿金屬鹽絡合物的電導率主要由聚合物的非晶部分貢獻。核磁共振研究表明，絡合物中金屬陽離子的遷移運動主要在非晶區高彈態，即最有利于鏈段運動的狀態。對大多數聚合物來說，無論是線型、分枝型、還是網狀型，完整的晶體結構是不存在的，基本屬于非晶態或者半晶態，非晶區的傳輸過程是大多數聚合物電解質離子導電的主要方式。目前，最為大家廣泛接受的就是絡合—解離—再絡合的機理，即陽離子先與聚合物鏈上的給電子基團發生絡合，在電場作用下，隨著聚合物鏈段的熱運動，陽離子與給電子基團發生解離，再與別的鏈段發生絡合，從而實現陽離子的定向移動。

3 GPE的改性方法

3.1修飾聚合物基體

目前研究較多的基體有：聚氧化乙烯(PEO)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯(PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物P(VDF-HFP)等[10]，利用接枝、嵌段、交聯、共聚、共混、超支化等方法以抑制聚合物基體的結晶并降低其玻璃化轉變溫度，使基體大部分處于非晶相區(即無定形相區)，從而達到提高離子電導率的目的，另外由于聚合物基體本身的特點，當體系中混入不同聚合物時，其性能也就相應地發生變化。

Ma[11]等采用P(MA-AN)/PVA，通過乳液聚合，制備了一種機械性能良好、具有可靈活彎曲特點的GPE。P(MA-AN)的采用使其具有良好的彎曲特性，同時與電解質液體溶脹使其提供良好的離子運動通道。PVA作為乳液聚合的穩定劑和聚合物膜的支撐框架。所制備出的GPE在30 ℃下的電導率為0.98 mS cm-1，電解液的吸收率為自身重量的150%，并且具有良好穩定的電化學窗口(5.2 V vs.Li/Li+)和優良的界面特性，與LiCoO2和石墨電極顯示出良好的兼容性。

Ali[12]等采用含30%PMMA-接枝天然橡膠(MG30)，用三氟甲磺酸鋰(LiTf)和碳酸乙烯酯(EC)溶解在四氫呋喃溶液中制備無水GPE，采用交流阻抗技術，升高溫度，頻率在0.1～1.0 kHz之間優化MG30-LiTf電導率，發現LiTf質量分數為35%時，呈現最高的離子電導率，在室溫下組成為MG30(15):LiTf(9):EC(76)，并引入EC提高離子電導率至8.95×10-3S cm-1，Li/Li+界面穩定性大于4.2 V，電池配置Li/MG30:EC/LiCoO2室溫下顯示出良好的循環性能。

Choi[13]等采用磷腈基型交聯劑制備了GPE，以鋰陽極、LiCoO2為負極組裝成電池，結果顯示，放電容量和高速率能力都隨交聯程度的增加而降低，但容量保持能力得到了改善，DSC研究表明通過使用制備的交聯GPE，使Li1-x CoO2電極熱穩定性大大提高了。

Lu[14]等以新型親水的聚四氟乙烯(PTFE)支撐GPE膜，以聚乙二醇和聚甲基丙烯酸環氧丙酯通過陽離子開環聚合和原位交聯得到嵌段共聚物(PEG-PGMA)，結果表明25 ℃離子電導率可達1.30×10-3S cm-1，電化學窗口可達4.5 V(vs Li/Li+)，此外升高溫度過程展現了良好的耐燃性和尺寸穩定性，以Li/LiFePO4為電極制成的電池具有良好的循環性能。

Isken[15]等研制了一種基于丙烯酸甲酯的GPE，以甲基丙烯酸乙二醇酯(OEGMA)和甲基丙烯酸芐酯(BnMA)通過自由基聚合得到GPE，OEGMA的乙二醇側鏈能夠與液體電解質交互，因此在GPE中保持它。而BnMA被用來增強GPE的機械穩定性，這種聚合物是能夠保持電解液重量是自身的400%，且具有良好的機械性能，25 ℃時此GPE的電導率可達1.8 mS cm-1，并具有穩定的電化學窗口。

研究者釆用共混、接枝、共聚等方法在聚合物分子鏈上引入其他聚合物或官能團，使其在保持原始基體較低的玻璃化轉變溫度和結晶度、較大比例的柔性鏈段等優勢的同時，獲得了性能上的提升，其中，如何在保證良好的離子電導率情況下，提高GPE的機械性能是研究的重點。

3.2優化有機增朔劑

增塑劑一般指低分子的極性有機溶劑[16]，主要作用是削弱聚合物分子之間的范德華力，降低聚合物的結晶性，增加聚合物分子鏈的移動性，增加聚合物的塑性。常用的增塑劑有：碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、四氫呋喃(THF)、γ-丁內酯(γ-BL)等[17]。在GPE中加入增塑劑，能形成膠態聚合物電解質而提高導電率，同時還能提高電化學穩定性、降低熔點、黏度、彈性模數和玻璃轉換溫度等性能，使更多的離子離解并增加運輸離子的載流子數目。一般來說，單一增塑劑很難同時滿足溶點低、蒸氣壓低、沸點高、工作溫度范圍寬、粘度低、無毒、穩定性好等要求，因此通常將多種增塑劑混合使用。

Zhai[18]等以PVDF-HFP/PMMA為基體，采用離子液體1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽[(BMIM)BF4]作為增塑劑，制備微孔GPE，微孔基體PVDF-HFP/PMMA通過相轉換法合成，并對其孔隙率、微孔結構、液體吸收率進行了系統研究和優化。結果顯示此微孔GPE-MIL-60[PMMA-60(40wt%PVDF-HFP和60wt%PMMA)]的孔隙率為56.8%，離子液體吸收率為238 wt%，最低Tg為-87 ℃，最高離子電導率為1.4×10-3S cm-1接近液態電解質，同時顯示出良好的熱穩定性、良好的界面穩定性和穩定的電化學窗口4.5 V，當LiFePO4/MIL-60/Li硬幣型電池在0.1 C、0.2 C和0.5 C第一次放電能力分別為157 mAh g-1、142 mAh g-1和137 mAh g-1。此外在0.1 C和0.2 C經50次循環后容量保持能力分別為起始容量的96%和95%。

左翔[19]等以甲氧基乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGM)和十六烷基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(HPEGM)為單體，三乙二醇二甲醚(TEGDME)為增塑劑，與鋰鹽(高氯酸鋰，LiClO4)和光引發劑(安息香二甲醚，DMPA)復合制成光敏體系，經紫外(UV)固化得到物理交聯型GPE薄膜，用紅外(IR)光譜、差熱分析(DSC)、拉伸測試和交流阻抗(AC)等方法對其進行了研究，結果表明：當共聚物P(MPEGM-HPEGM)中HPEGM含量為50%(w)時，十六烷基鏈段(C16)在聚氧化乙烯(PEO)鏈段靜電斥力的作用下發生聚集，自組裝形成了物理交聯，提高了共聚物的空間穩定性，制備的電解質在30 ℃時電導率可達8.7×10-4S cm-1，電化學窗口為0～4.5 V(vsLi/Li+)。組裝成的LiFePO4/GPE/Li電池，在30 ℃時以0.1 C和0.2 C倍率進行充放電測試，首次放電容量分別為154.7 mAh g-1和148.0 mAh g-1。

Cai[20]等還以非揮發的三(甲氧基聚乙二醇)鋁酸酯((MPEGn)3-Al)為增縮劑，甲氧基乙二醇甲基丙烯酸酯(MPEGM)和十六烷基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(HPEGM)為單體制備GPE，結果表明當采用40 wt%的MPEGM、10 wt%的HPEGM和50 wt%的(MPEGn)3-Al組成，在30 ℃鹽濃度為[Li]:[EO]=1:20時，離子電導率可達0.59×10-3S cm-1。以LiFePO4為負極，Li為正極組裝成電池，以0.1 C倍率循環，在30 ℃和 50 ℃溫度下放電容量分別為146 mAh g-1和151 mAh g-1。

李琪[21]等以偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物為基體，通過與聚甲基丙烯酸甲酯共混，加入導電鹽LiPF6、以聚乙烯吡咯烷酮為增塑劑，制備了高電導率的復合凝膠聚合物電解質(CGPE)。經測試表明，當PMMA質量分數為20%時，CGPE電導率大于10-3S cm-1，在4.65 V電化學窗口下穩定；以磷酸亞鐵鋰為正極時，在0.1 C和0.2 C倍率下放電時，首次放電容量分別為138 mAh g-1和98.3 mAh g-1。

增塑劑的種類和含量都會對GPE的性質產生影響。離子傳導在聚合物基體上主要發生在無定形相，加入增塑劑后可以有效降低聚合物基體的結晶度，增加電解質無定形區域范圍，提高電導率。研究者們通過合成和使用不同種類的增塑劑，在保證良好離子電導率的條件下，降低了體系的結晶度，使體系的安全性得到提高。

3.3改善鋰鹽

在鋰離子電池中導電鹽的選擇是決定電解質性能的一個重要因素，聚合物電解質傳輸的Li+主要由鋰鹽提供，選擇的鋰鹽最好具有較好的溶解性和化學穩定性、并且要使鋰離子在電極材料中有較高的嵌入量和較好的可逆性，同時保證低成本和無污染[22]。鋰鹽可按陰離子種類的不同，分為無機陰離子鋰鹽和有機陰離子鋰鹽兩大類。無機陰離子鋰鹽主要包括LiClO4、LiBF4、LiAsF6和LiPF6等，有機陰離子鋰鹽主要包括LiCF3SO3和LiN(SO2CF3)2及其衍生物。

Liu[23]等以N-甲基-N-丁基哌啶鎓-雙三氟甲磺酰基酰亞胺(PP14TFSI)、雙三氟甲磺?；鶃啺蜂圎}(LiTFSI)和基體P(VDF-HFP)通過溶液澆鑄法制備離子液體凝膠聚合物電解質(ILGPE)，并通過掃描電子顯微鏡(SEM)進行觀察、熱重分析(TG)和電化學檢測。結果顯示將PP14TFSI加入聚合物電解質P(VDF-HFP)-LiTFSI中形成了三維網絡結構，得到的ILGPE在150 ℃下穩定，在310 ℃不考慮溶劑揮發將不會分解，離子電導率隨溫度上升而增加，在20 ℃和80 ℃離子電導率分別為0.23×10-3S cm-1和2.1×10-3S cm-1。電化學窗口為-0.15～4.85 V vsLi+/Li，這個寬度足以使用于常見的電極材料，電池測試表明當ILGPE運作在Li/LiFePO4電池中即使在80 ℃也穩定，在60 ℃、1 C倍率下經100次循環電池容量為131.01 mAh g-1，容量保持率達90%，顯示出良好的循環性能。

Kufian[24]等采用二草酸硼酸鋰(LiBOB)為鋰鹽，加入到等質量混合的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)中，LiBOB的摩爾電導率的變化與電解質鹽濃度的平方根成比例，遵循弱電解質理論。0.6M的LiBOB加入到EC/PC中，室溫最高電導率為4.8 mS cm-1。在此基礎上，以10 wt%～50 wt%PMMA加入進去，維持溫度在343 K和353 K之間，經20 min獲得GPE，對干燥含20 wt% PMMA的GPE通過交流阻抗(EIS)、DSC、遷移數測量、線性掃描伏安法(LSV)和循環伏安法(CV)進行進一步研究。以Li/LiCoO2為電極組裝電池，在4.2～3 V間進行充放電。發現在373 K下離子電導率為3.58 mS cm-1，電導率與溫度關系遵循熔體粘度與溫度關系式(VTF)，玻璃化溫度Tg為298 K，298 K下離子遷移數為0.46，電化學窗口為4.7 V(vsLi/Li+)，經20次循環放電容量穩定在130 mAh g-1。

鋰離子嵌入量大的鋰鹽，會使在材料溶劑化程度提高，改善材料的電化學性能。在小分子溶劑中，具有較大陰離子半徑的鋰鹽，其解離能大，使得電離程度高，Li+在溶劑中的含量也會比較大。由此研究者們選擇或制備陰離子半徑大的鋰鹽，這樣有利于提高GPE的電化學性能。

3.4改善復合離子液體

離子液體具有非揮發特性、導電性良好、電化學窗口穩定、較寬的溫度穩定范圍、無著火點、無可燃性等特點[25]，添加室溫離子液體(RTIL)，可削弱鋰離子和聚合物鏈之間的相互作用，增強鋰離子的運動能力，提高遷移率。目前應用于鋰離子電池電解質的離子液體主要有咪唑類、季銨鹽類、吡唑類和哌啶類等[26]。

Choi[27]等通過離子交換反應成功制備了一種基于咪唑陽離子和雙三氟甲磺?；啺逢庪x子的新型二聚離子液體。通過核磁共振氫譜(1H NMR)和DSC對其化學位移和熱性能進行了檢測，研究了二聚離子液體對GPE界面阻力的影響，利用SEM觀察了GPE中含有和不含有1,1-戊集-2,3-二甲基-三氟甲基-磺?；?二亞胺(PDMITFSI)離子液體的鋰沉積后的電極。結果顯示添加PDMITFSI離子液體代替EC/PC溶劑的離子電導率水平有所降低，降低了GPE的界面阻力，并使鋰電池中鋰的沉積和溶解過程可逆。此外，當PDMITFSI離子液體作為增容劑調節電極電解質富集時，枝晶鋰的形成明顯減輕。

Yun[29]等以P(VdF-HFP)為基體，將其沉浸于含有1M二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)、1:1配比的碳酸乙烯酯(EC)/碳酸丙烯酯(PC)和1-乙基3-甲基咪唑-二(三氟甲基磺酰)亞胺(EMITFSI)的混合電解液中，制成GPE，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)復合碳涂層的LiFePO4、PVdF和炭黑Super-p以92:4:4附在鋁箔片上為陰極，與鋰陽極制成電池。結果顯示Li/LiFePO4電池的初始放電容量為136 mAh g-1，具有高能量密度和良好的安全性。

Li[30]等以N-甲基-N-丙基吡咯二(三氟甲基磺酰)亞胺(PYR14TFSI)為離子液體，以二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)為鋰鹽，以P(VdF-HFP)為基體，以1:1:1比例制成電解質，室溫下電導率為3.5×10-4S cm-1，電化學窗口4.8 V(vsLi/Li+)。Li/ILGPE (1:1:1)/LiFePO4電池第一次充電和放電容量為139.7 mAh g-1和123.1 mAh g-1，以0.1 C比率進行20次循環后充電和放電容量分別為122.6 mAh g-1和120.4 mAh g-1。

合成改性后的離子液體/聚合物復合電解質具有傳統電解質無法比擬的優點，包括降低界面阻力，減少枝晶鋰，具有可觀的能量密度和良好的安全和循環性能，但是其電導率達不到10-3S cm-1，不夠理想，還有待進一步的提高。

3.5加入無機粒子

無機物粒子在聚合物膜中的分散，不但改善了聚合物膜的機械性能，而且阻礙聚合物鏈段的規整排列[31]，使其保持高度無定型態，降低了聚合物膜基體的結晶度，增加了聚合物膜的孔隙率，導致Li+離子在GPE中的遷移加快，電導率得以提高。另外在無機粒子和有機物間存在著界面效應，這種作用可能對鋰離子的傳輸有積極作用。因此無機物粒子，特別是納米粒子填充聚合物共混改性制備的GPE，一般有較好的機械性能和較高的電導率。常用的無機粒子分為兩類[32]，一類為填料參與到離子導電過程中(多為固體電解質摻雜)：LiN2、LiAl2O3、LiAlO2等，另一類為電化學惰性填料：SiO2、TiO2、ZrO2、Al2O3、MgO等。

Kurc[33]以PAN為基體，添加混合TiO2-SiO2無機陶瓷填料制備GPE，顯示出良好的力學性能、機械性能和電化學性能。

Zalewska[34]等以PVdF-HFP為基體，1-氰甲基-3-甲基咪唑二(三氟甲磺?；?酰亞胺([CCNIm+][TFSI-])、1-氰丙基-3-甲基咪唑二(三氟甲磺?；?酰亞胺([C3CNIm+][TFSI-])和二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)為電解液，用Al2O3與TiO2(原始和經過酸表面改性的)為填充劑制備GPE。結果表明，添加TiO2的共聚物與0.1或0.5 M的LiTFSI和[C3CNIm+][TFSI-]的離子電導率可達3×10-4S cm-1，t+=0.3，添加Al2O3使電解質、電極界面阻力減少3倍，穩定在1 500 Ω。熱分析表明膜可穩定至200 ℃，添加無機物使聚合物結晶度下降2倍。

Xie[35]等將納米SiO2摻雜于聚乙烯支撐的聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)(P(MMA-BA)/PE)膜中支撐聚合物凝膠電解質，改善了高電壓鋰離子電池的循環穩定性。P(MMA-BA)/納米SiO2/PE經測試表明，當膜含5wt%納米SiO2時有最好的性能，與未摻雜無機物的電解質相比，有更好的空隙結構和更高的電解液吸收率，使室溫下電導率從1.23×10-3S cm-1提高到2.26×10-3S cm-1，熱穩定性從300 ℃提高到320 ℃，電化學窗口為5.6 V(vs.Li/Li+)。Li/GPE/Li(Li0.13Ni0.30Mn0.57)O2電池在高的電壓范圍3.5～5.0 V內的循環穩定性得到明顯改善，經50次循環容量保持能力達92.8%。

Lee[36]等在多孔復合聚合物P(VdF-HFP)中添加具有核殼結構的SiO2(Li+)球形顆粒，使其具有獨特的運輸和機械性能。

Shubha[37]等以P(VdF-HFP)為基體，采用靜電紡絲技術，與層狀納米黏土整合制備GPE，室溫下顯示出高孔隙率、良好的電解液吸收率、優良的熱穩定性和電化學性能，降低界面阻力更好的兼容電極，增強了循環性能。

Liao[38]等將聚環氧乙烷(PEO)與聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)(P(VdF-HFP)混合，并添加納米Al2O3進行改性，以聚丙烯(PP)為支撐體，制成GPE基體PEO-P(VdF-HFP)-Al2O3/PP。通過力學試驗、CA、EIS、TGA和充放電實驗檢測，結果表明：當摻雜10wt%納米Al2O3于PEO-P(VdF-HFP)中，機械強度從9.3 MPa提高到14.3 MPa，膜的孔隙率從42%提高至49%，電解液吸收率從176%提高至273%，熱分解溫度從225 ℃提高至 355 ℃。相應的離子電導率從2.7×10-3S cm-1提高至 3.8×10-3S cm-1，采用相應GPE的鋰電池呈現良好的速率和循環性能。

研究者大多選擇組合或納米級無機填料，在保證良好的電導率的情況下，GPE的機械性能和力學性能得到了改善。需要注意的是，無機填料的加入對GPE會產生正負兩方面的作用，當加入適量的無機填料，將增加無定形區的含量，提高陽離子的遷移數，提高電導率，抑制電極與電解質界面反應，并促進電極反應，促進孔隙的生成，此外電導率也可能通過粒子相形成導電通道而得到提高，但當無機粒子過量將抑制聚合物促進離子的遷移，降低電導率，因此加入適量的無機填料，電導率存在最大值。

4 結束語

伴隨凝膠聚合物鋰離子電池的產業化起步，因其巨大的市場潛力，眾多國家、公司和企業都積極制定了相關發展計劃，并投入了大量的人力和物力進行研究開發，以適應市場需求。而開發綜合性能良好的GPE，將對凝膠聚合物鋰離子電池的發展起到巨大的促進作用。從上文看，研究者往往采用多種方法相結合對GPE進行改性，改善目標包括在室溫或低于室溫環境下其離子導電率相對較高、機械性能與力學性能良好、熱學性能和電化學性能相對穩定、具有可靠的循環性和較好的電極相容性等。

新型GPE的研究涉及面廣，涉及領域包括材料科學、能源科學、電化學和高分子科學等學科。探究GPE的導電機理，尋找新的基體、支撐體、增塑劑、無機納米粒子、離子液體和鋰鹽，從而提高其電導率，改善其機械性能和與電極的相容性，將是未來GPE研究的主要方向，其中添加無機納米粒子進行GPE的改性將是研究的重點。

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ProgressinPolymerGelElectrolyteofLithium-ionBattery

SHANG Xin1,LIU Xiaohong1*,RAO Guohua2,YI Jun2,WANG Zhenxi3

(1.School of Environmental and Chemical Engineering,Nanchang University,330031,Nanchang,PRC;2.Department of Industry,Jiangxi Academy of Sciences,330099,Nanchang,PRC;2.School of Sciences,Nanchang Institute of Technology,330099,Nanchang,PRC)

Gel polymer electrolyte (GPE) has good mechanical processing performance,safety performance and higher ionic conductivity at room temperature and has been widely concerned. In this paper,aiming at inland and abroad,modification of gel polymer electrolyte by modifying the polymer substrate,optimization of organic plasticizer,improving lithium salt,improving compound ionic liquid,adding inorganic particles,were made summary analysis.

gel polymer electrolyte;lithium ion batteries;optimization and modification

2014-07-01;

2014-07-22

尚 昕(1990-)，男，遼寧人，碩士研究生，主要從事聚合物電解質方面的研究。

江西省科研院所基礎設施配套項目(20133BBA13029)；江西省科學院產學研項目(2012-02)。

*通訊作者：劉曉紅(1963-)，女，教授，主要從事化工過程新工藝、新技術的開發研究，E-mail:Liu276326@163.com。

10.13990/j.issn1001-3679.2014.04.005

TM911.49

A

1001-3679(2014)04-0443-07