文 献 综 述

一、前言

随着煤炭、石油等主要天然资源的日益枯竭，化石燃料的大量消耗形成二氧化碳过度排放，导致的大城市污染和交通拥堵问题日益突出，迫切需要我们寻找更高级的清洁能源。人们越来越倾向于对于可再生能源的开发和投资，尤其是利用技术成熟的风能和太阳能发电。然而，由于这些能源具有不连续性，需要高效率的能源储备系统。有些储能装置如电池和超级电容器都能够有效地储存和输出能量，同时在供电系统中能使电网的负载更均衡。

自从1859年提出铅酸电池的概念以来，以高比能量、长寿命和安全等性能为目标的二次电池依次经历了铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等几个主要阶段。理论与实践表明，锂离子电池具有其它三种电池不可比拟的优势（核心原理在于锂离子是除了电子、质子之外，目前人类可以操控和利用的尺寸最小的离子和载流子），在有关储电体与导电介质等新原理、新材料和新方法的研究取得突破性进展之前，二次锂离子电池（亦简称为锂离子电池）将是未来电能储存的主要方法^[1]。

而氯离子电池作为一种新概念的电池，其研究尚处于初级阶段。

二、聚合物电解质概述

锂离子电池有机液体电解质在电池滥用、内部短路及过热情况下容易发生漏液导致电池着火爆炸事故的发生。安全性有待提高；而固体聚合物电解质尽管能避免漏液、腐烛问题，安全性高，但其电导率不能满足锂离子电池的应用要求^[2]。在这种情况下，研究者采取了折中的办法，发明了凝胶聚合物电解质^[3]。聚合物凝胶通常被定义为一个被溶剂溶胀的聚合物网络体系，其独特的网络结构使凝胶同时具有固体的粘聚性和液体的分散传导性^[4]。凝胶聚合物电解质是由聚合物、增塑剂和锂盐通过一定的方法形成的具有合适微孔结构的凝胶聚合物网络，利用固定在微结构中的液态电解质分子实现离子传导。GPE具有液体电解质和固体电解质的双重性质^[5]，电导率高（gt;10^-4 S/cm）、电化学窗口宽、热稳定性好和与电极材料相容性好的特点，受到研究者的日益关注^[6,7]。在凝胶聚合物电解质中，离子导电主要发生在液相增塑剂中，尽管聚合物基体与锂离子之间也存在相互作用，但是作用较弱，对离子导电的贡献比较小。主要是提供良好的力学性能。

2.1聚合物电解质组成、分类及性能要求

最早的聚合物电解质是指由大分子量的聚合物本体和金属盐所构成的复合体系，聚合物链上含有能与金属盐离子发生配位作用的给电子基团。后期的聚合物电解质也指可以包含有各种有机或无机添加剂的复合聚合物电解质。聚合物电解质的种类繁多，随分类标准的不同，所得到的类别也不一样。如按聚合物形态来分，可分为凝胶型聚合物电解质和全固态聚合物电解质。按聚合物主体来分，主要有如下几种类型：聚醚系（主要为聚氧化乙烯PEO）、聚丙烯腈（PAN）系、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）系和其他类型。

2.2聚合物凝胶电解质的性质和特点