He maha nga painga o nga electrolytes totoka ki nga electrolytes wai. Hei tauira, ka taea e raatau te whakaheke i te huringa hiko i te wa e utu ana me te tuku, me te whakapai ake i te haumaru. He pai hoki to ratou pumau, he ngawari ki te tukatuka, me te tipu olithiumka taea te whakaiti i nga dendrite i roto i te whakarewa -korero hiko wairau totoka.
I timata te rangahau mo nga electrolytes polymer i te tau 1973, i te wa i timata ai a Fenton et al. i kitea ko te polyethylene oxide (PEO) matatini me nga konganuku kawakore ka taea te kawe katote. Mai i tera wa, kua aro nui nga polymer electrolytes.
I te tau 1978, i matapae a Takuta Armand ka whakamahia pea nga polymer electrolytes -peo -state polymer electrolytes hei electrolytes mo nga pākahiko.
I roto i nga tau e rua i muri mai, i whakapau kaha nga kairangahau ki te ako i te tikanga o te kawe katote me nga ahuatanga matū ahupūngao o te rohe hikohiko -hikohiko i roto i te pākahiko, a he pai te ahunga whakamua.
Ka taea e nga pākahiko Lithium-kaona te whakamahi i nga polymer electrolytes totoka te aukati i nga raru riihanga e pa ana ki nga wai hiko.
He ngawari te tukatuka i nga polymers, ka taea te whakaiti. Na te nui o te kirihou, ka taea hoki te whakamahi polymers ki te hanga i nga pākahiko kiriata angiangi. Ka taea te hanga i nga hanganga pākahiko rereke ma te whakamahi i nga electrolytes polymer ki te whakatutuki i nga momo whakaritenga tono. I tua atu, he nui ake te matū, te hiko, me te waiariki i nga electrolytes polymer ki te whakarite ki nga electrolytes wai, he iti ake nga tauhohenga taha ki nga electrodes me te whānuitanga o te pāmahana whakahaere. Ko te ngawari o nga electrolytes polymer ka taea te aukati i nga huringa o te riipene i roto i nga hiko i te wa e utu ana me te tukunga, me te whakapumau i te hanganga o te pākahiko. Na reira, i muri i te hokohoko o nga pākahiko katote wai, ka tere tere te tipu o te hangarau pākahiko lithium -i runga i te polymer electrolytes, ka eke ki te hokohoko angitu.
He maha nga tikanga mo te whakarōpū i nga electrolyte polymer, he rereke nga paerewa. I tenei wa, ka wehea te nuinga o nga electrolyte polymer i runga i te momo polymer e whakamahia ana, penei i te polyether -polyethylene oxide (PEO) tino rongonui, me te polymethyl methacrylate (PMMA) me te polyacrylonitrile (PAN). Ko te tikanga, me tutuki nga hikohiko polymer ki nga tikanga e whai ake nei kia whakamahia i roto i nga pākahiko lithium{3}}ion.
Te kaha o te kawe katote
He nui te tau whakawhiti katote lithium-
He pai te kaha miihini
Matapihi hiko whanui
Tino pai te matū me te waiariki
I roto i nga pünaha polymer electrolyte o naianei, ka whakaatu nga polymers i te tioata nui i te pāmahana rūma, e whakamarama ana he aha te mea he iti ake te kawe o nga electrolytes polymer totoka i te pāmahana rūma i to nga electrolytes wai. Ko te nuinga o nga tioata i roto i nga polymers he spherulites, me nga rohe amorphous i waenganui i a raatau. E whakaponohia ana ko te tukunga katote lithium-i te tuatahi ka puta i enei rohe amorphous.
No reira, he pai te mohio ki te hanganga wahanga o nga polymers mo te ako i te tikanga tuku katote lithium{0}}.
Mo nga punaha electrolyte polymer rua, ko te hanganga o te waahanga e rua nga momo: nga rohe tioata me nga rohe amorphous. Ko te hanganga o nga rohe tioata ka peia me te hono tika ki nga tikanga whakarite me te waa. Ko te tino korero, na te ahua o nga rohe tioata i roto i te punaha polymer, me te rereketanga nui o enei rohe me nga tikanga rereke, ko te whakataurite i te kawe o nga momo electrolytes polymer ehara i te mea tino mohio. Heoi, i raro i etahi tikanga, ki te puhoi te tipu o nga rohe tioata me te ine i roto i te kawe katote kei roto i te awhe e whakaaetia ana, ka whakaaehia te whakataurite i te kawe. Koinei te take ka whakatauritea e matou nga hua rereke.
I te mea ko te tipu o nga spherulites i roto i te waerau ka whakawhirinaki ki te waa-, ko te kawe katote i te mahana i raro iho i te ira whakarewa o te waerau ka whakawhirinaki ano ki te waa- I tua atu, ko te kawe lithium-ion o nga polymer electrolytes e pa ana ki te tere whakawera, te reiti whakamatao, me te wa whakangā. Hei tauira, ko te roa o te wa whakangā ka puta he hanganga karaihe polymer me te teitei ake o te tioata, ka heke haere te kawe katote ki te iti me te piki haere o te wa whakangā. Waihoki, he puhoi te reiti whakamahana ka hua ake te whakatioatanga, a ka heke haere te kawe katote e rite ana ki te iti.
Ko te tango i te electrolyte polymer totoka rua o PEO me te LiCIO4 hei tauira, he maha nga waahanga o tenei hanganga. Tuatahi, ka taea e LiClO4 me PEO te hanga i nga momo matatini, tae atu ki te PEO6-LiCIO4, PEO3-LiCIO4, PEO2-LiCIO4, me te PEO-LiClO4. I roto ia ratou, ina O:Li=10:1, ka taea e PEO6-LiCIO4 te hanga he eutectic me te PEO, me te ira whakarewa o te 50 tohu . I tua atu, ka piki ake te pāmahana ki te 160 nga nekehanga, ka taea te hanga he eutectic nui. I roto i te tukanga whakamatao, ka whakaputahia e te eutectic nui nga momo spherulites e toru: ko te momo tuatahi ka rewa i runga ake i te 120 tohu me te nui o te tote; ko te momo tuarua ka rewa i waenga i te 45 me te 60 nga nekehanga, he iti te tote o te tote, ka puhoi te ahua; ko te momo tuatoru he iti ake te ira whakarewa i te polymer kaihautu, ka tere ake te hanga. Ko te rangahau me te tātari e whakaatu ana: ko te momo tuatahi o te spherulite pea ko PEO3-LiCIO4; ko te momo tuarua pea he ranunga o nga matatini PEO-LiCIO4 me PEO3-LiCIO4; a ko te momo tuatoru e rite ana ki te PEO ano. I tua atu, ko te ihirangi tote lithium me te tukanga maimoatanga wera ka arahi ki nga huringa hanganga.
Ko nga polymer electrolytes he karaehe o nga rauemi polymer mahi me te kawe katote teitei, i hangaia e nga tauhohenga matatini i waenga i nga waerau me nga tote whakarewa ma te whakamahi i nga polymers hei matrix. I runga i te matrix polymer, ko nga polymer electrolytes he PEO-based polymer electrolytes, PVDE-based polymer electrolytes, PMMA-based polymer electrolytes, me etahi atu. He rereke ki nga momo hiko toka -korero, he mama, he rapa, he pumau nga polymer electrolytes. Pērā i ngā electrolyte mārō -korero, ko te polymer electrolytes ehara i te kawe katote i roto i nga pākahiko lithium-katote engari ka mahi ano hei whakawehe pākahiko. Ko nga polymer electrolytes te nuinga o nga painga e whai ake nei:
Ka taea e ia te whakaoti i te raru o te hanga lithium dendrite i roto i nga pākahiko lithium-ion
Ka taea e ia te urutau ki te rerekeetanga i te wa o te utu me te tukunga o nga pākahiko lithium-
Ka taea te whakaiti, te whakakore ranei i te tauhohenga matū i waenga i te electrolyte me nga rauemi hiko i roto i nga pākahiko lithium{0}}ion
He mahi haumaru teitei
Ko nga matatini i hangaia e nga tote lithium rereke (tae atu ki te LBF4, LIPF6, LiCFSO4, me te LiASF6) me te PEO he tino rite ki nga mea i hangaia e LiCIO4, ko te tikanga ko te momo tote lithium kaore he paanga tika ki te momo matatini i hangaia me PEO. Inaa, ka taea e LiBF te hanga e rua nga matatini me te PEO: PEO4-LIBF me PEO,S-LiBF. Ina kei waenganui i te 16 me te 20 te ōwehenga O/Li, ka taea e PEO2.5-LIBF4 te hanga he eutectic me te PEO. Ka taea hoki e LPF6 te hanga e rua nga matatini me te PEO: PEO6-LiPF6 me PEO:-LiPF6. Ko nga matatini e rua i hangaia e LiASF6 me te PEO he rite ki era o te LiPF6, engari he teitei ake nga tohu whakarewa. Ka taea hoki e nga tote lithium anion nui te hanga matatini me te PEO, engari he puhoi ake nga kinetics. I tua atu, ka pa te pehanga ki te tipu o te karaihe ki etahi waahanga. Ko te pehanga teitei ka whakatairanga i te tipu spherulite, ka whakaheke i te rohe amorphous, me te whakaheke i te kawe lithium-ion.