氯离子电池固态聚合物电解质的制备及性能研究文献综述

 2021-10-22 21:45:13

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1 引言不断变化的能源需求推动了锂离子电池（LIB）的发展和商用LIB产品的广泛应用。

然而，有限的锂资源（占地壳的0.0065 wt%）促使人们寻求可持续的解决方案，例如其他追求高性能、长期循环稳定性的新型材料，譬如新型氯离子固态聚合物电池。

新型氯离子固态聚合物电池因其具有安全、环境友好等优点使其成为研究热点。

其电极体系的理论能量密度高于当前锂离子电池体系,可达2 500 Wh/l;而且该体系可不用Li,以具有丰富储量的元素（如Mg,Ca,稀土等）作为负极材料。

金属氯化物/金属体系在发生氯离子的电化学转换时可带来大的自由能变化,从而产生较高的电动势。

1.2氯离子电池未来的研究一方面将继续关注钠盐氯盐在基体中的解离、稳定状态,影响钠、氯离子传导的因素及导电机理;另一方面,从微观入手设计新型共聚嵌段结构、梳状结构、交联结构和超支化结构的PEO基固态电解质,并充分利用多元杂化协同增强钠离子电池用固态电解质。

钠、氯离子电池用PEO基固态聚合物电解质还需要考虑电极与电解质间的界面问题,如界面相容性和稳定性及界面间的离子传输动力学等。

1.2.1氯离子电池原理氯离子电池的正极材料为过渡族或部分主族的金属氯化物或金属氯氧化物,负极为碱金属、碱土金属或稀土金属,电解液为可传输氯离子的复合离子液体，正负两极间不仅有氯离子在迁移，为保持电荷平衡，相同数量的碱金属电子经外电路也在正负两极之间传递，使正负两极发生氧化还原反应，并保持一定电位。

1.2.2氯离子正负极材料氯离子电池的一个重要优点是可以采用不同种的金属作为负极材料( 如Mg,Li,La等) 。

综合考虑电极的容量、材料的安全性和元素储量,如Mg的理论体积容量为3 832 m Ahcm－ 3,显著高于Li( 2 062 m Ahcm－ 3) 和Na( 1 136 m Ah cm－ 3) ; Mg和Li,Na相比,具有更高的安全性,而且可发生多电子反应; 加之Mg的高储量和我国丰富的高品位Mg资源,开发Mg系负极材料具有重要意义。

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