日本研制新型锂离子电池用聚合物固态电解质

据外媒报道，日本东北大学（Tohoku University）的研究人员研制了一种锂离子电池用聚合物固态电解质，在保持设备导电性的同时比通常使用的电解质更加安全。

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在发表于《交叉科学》（iScience）期刊的论文中，科学家解释称，液态碳酸亚乙酯（EC，Ethylene Carbonate）及其凝胶因其耐电压性和离子导电性而被选作锂离子电解质。但是，这些材料非常易燃。

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而聚合物固态电解质被认为比EC电解质更加安全。聚乙二醇（PEG，PolyEthylene Glycol）等物质已被提出作为抗冲击锂离子电解质。不过，PEG基聚合物电解质在常温下结晶，导致室温下锂离子导电性大幅降至10-6 S/cm。

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为解决这个问题，东北大学的研究团队研制了一种新的聚合物固态电解质，将具有几个微米孔的多孔聚合物膜与可光交联的PEG基聚合物电解质相结合。

这种聚合物固态电解质实现了较宽的电位窗口（4.7V）、10-4S/cm级别的高锂离子电导率，与液体电解质相当，可以满足实际需求，锂离子迁移数也高（0.39）。

由于自然扩散原理，锂离子在电解质中运移的方向不固定。其运移的距离在几个μm到10μm，而且在电极之间并不总是线性移动，这也是离子导电率衰减的原因之一。但这项新研究表明，当可光交联PEG基固态聚合物电解质与微米级多孔膜结合使用时可大幅提高性能。

研究人员称，聚合物固态电解质不仅性能好，而且可以有效地阻止导致短路的锂枝晶的产生。