前言

随着社会的发展和科技的不断进步，社会对资源的需求也在不断增长，但是自然能源（诸如：风能，地热能，水能等）受到地理条件的影响比较大，所以在人口集中的大城市主要还是依靠二次能源#8212;电能来支持人们的日常生活。另外一方面，人们的日常生活也越来越离不开手机，这也意味着对手机电池的要求也越来越高；而目前市场上大多数的手机电池为液态电解质电池，电池内部因为液态电解质以及锂电极的存在，在使用过程中会有发生爆炸等危险，同时也有可能因为锂在充放电过程中发生的枝晶现象而导致电容减小以及因为穿透半透膜发生的短路等问题。为解决这一系列的问题，我们提出了全固态聚合物电解质电池这一概念，与传统液态电解质电池相比，全固态电解质电池有着更高的比能量，放电速率更低，不易发生泄露危险，机械强度更高等一系列的优点。因此，全固态聚合物电解质有着优秀的市场前景和使用空间。

全固态聚合物电解质的研究是从1973年，PEO-碱金属聚合物的导电性首次被发现开始的，从那时起，对于固态聚合物的导电性便一直在进行研究，到了1979年，首次提出了聚合物与碱金属络合物可用作电池电解质的想法和概念，此后，聚合物电解质便迎来了快速发展的时代，到现在聚合物电解质仍旧处于一个高速发展的时期。

1.1全固态聚合物电解质研究现状

锂离子电池简介

锂离子电池是由正极、负极、电解质3部分组成的，与传统锂离子电池的液态电解质不同，本文所述电池电解质为全固态聚合物电解质，不过其工作原理与传统锂离子电池大致相同；充电时，Li 从正极脱出，经由电解质，在负极上获得一个电子还原为Li，同时嵌入到晶格当中，此时，正负电极形成电位差，负极出去富锂态；放电时，负极Li失去电子，经过电解质，到达正极得到电子，嵌入正极材料中。这就表明了电池的电解质在电池工作过程中，有着非常重要的作用，同时也要求电解质的性能需求也在越来越高。

全固态聚合物电解质（SPE）

顾名思义，全固态聚合物电解质内不含任何液态物质，是纯固态的电解质溶液。相对于液态电解质，SPE在常温下的导电性能相对较低，在聚合物基体中加入导电锂盐，在保证其机械强度和柔韧性能的同时，尽可能的提升其导电性能，时目前大部分研究的主要方向；不过现在很多聚合物电解质电池的工作温度是在50℃到80℃之间因为随着温度的适当升高，聚合物电解质的导电性能会有所提高；在60℃以上基本可以达到10^-4S/cm以上，但是高温条件对电池的设计要求和正负极材料要求也较高，这些都是实际生产中要解决的问题。

聚合物电解质主要是由聚合物基体、导电锂盐组成，聚合物基体上有特殊的官能团，能够与锂离子进行络合配位作用，随着基体中聚合物链段的不规则布朗运动，锂离子在链段上不断进行配合和解离，从而实现锂离子的迁移。这也说明了在锂离子的传递过程中，聚合基体中的非晶相部分起主要作用；因此，可以适当提高非晶态部分的含量来增加锂离子的传递速度。

目前，可以使用下列一些方法来改善聚合物的结晶度：

(1)嵌段共聚：在聚合物链中，链段是柔性的，且聚合物的Tg降低，且聚合物的结晶度降低，从而促进离子电导率的增加；