铝离子聚合物固态电解质

作     者：康树森 范少聪 刘岩 魏彦存 李营 房金刚 孟垂舟 Kang Shusen;Fan Shaocong;Liu Yan;Wei Yancun;Li Ying;Fang Jingang;Meng Chuizhou

作者机构：煤基低碳能源国家重点实验室廊坊065001 新奥科技发展有限公司廊坊065001 河北工业大学机械工程学院天津300130 

出 版 物：《化学学报》 (Acta Chimica Sinica)

年 卷 期：2019年第77卷第7期

页      面：647-652页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：河北省重点研发计划(No.18394405D)资助项目~~ 

主　　题：铝离子电池 聚合物电解质 溶液浇筑法 冠醚 

摘      要：铝离子电池因其材料成本低、大倍率性能优异和循环寿命超长等优势,而被认为在大规模静态储能应用中具有广阔前景.目前的铝离子电池大部分采用离子液体、尿素和熔融盐等液态电解液,其在实际工程化应用当中存在电解液渗漏的风险.相对而言,全固态电池则可以避免电解液渗漏的问题,还具有因去除隔膜和简化封装所带来的电池整体能量密度提升的优点.但是,目前领域内少有关于全固态铝离子电池的研究.基于此,采用溶液浇筑法,以冠醚作为添加剂和配位基团、以聚乙二醇(PEO)作为基底,制备出无定型结构的聚合物固态铝离子电解质.其中,冠醚不仅作为配位基团与铝离子进行配位提高铝离子的稳定性,而且作为相容性高的添加剂降低聚合物结晶度,从而提高固态电解质的离子电导率.测试表明,制备出的18-6/PEO/Al(CF3SO3)3体系聚合物固态铝离子电解质是非晶态为主的晶态与非晶态共存的薄膜,且具备很高的离子电导率(室温,5.5×10^-6 S/cm;100℃高温,1.86×10^-3 S/cm)和较宽的电化学稳定窗口(0~3 V),这为全固态铝离子电池的研发奠定了基础.