初步认识全固态锂电池

学习笔记 | 初步认识全固态锂电池

20180109

根据近期流传的技术趋势预测，全固态锂电池，可能在2030年之前实现固态电解质技术突破，单体能量密度超过500Wh/kg的目标，并且达到量产能力。今天关注一下全

固态电解质锂电池。

1 锂电池的种类

锂电池的分类方法比较多，可以按照正极材料类型划分，负极材料类型划分，电解液

类型划分等等，我们常说的三元材料还是磷酸铁锂或者锰酸锂，就是按照正极材料划

分的结果。在锂电池当前发展阶段上，锂电池性能上的差异主要表现在正极材料的差

异上，因此人们习惯于用正极材料的名称给一个技术路线命名。

今后两年，高镍三元将成为量产可能性最高的一种技术路线，而含镍量的不同，又成

了技术路线的名字，622、811，这是镍钴锰在三元正极材料中的占比关系。这仍然是一种针对正极材料差异的提法。

欧阳明高院士最近给出的技术路线预测中，高镍以后，能量密度达到400Wh/kg的希望，很大程度上寄托在全固态电池的身上。固态电池，相对于传统锂电池的液态电解

液而言的，电解质为导电率很高的纯固态物质，这是一种针对电解液形态的命名方式。

与固态电池平行的另外两种技术路线应该可以叫做液态电解液锂电池和半固态电解液

锂电池。液态电解液锂电池，传统称呼中三元、磷酸铁锂、锰酸锂都属于液态电解液

锂电池范围。半固态电解液，电解质是介于固态和液态之间的状态，现在常见的材料

是聚合物电解质，在常温下为凝胶态。

2全固态锂电池的优缺点

优点

1）安全性好，电解质无腐蚀，不可燃，也不存在漏液问题；

2）高温稳定性好，可以在60℃-120℃之间工作；

3）有望获得更高的能量密度。固态电解液，力学性能好，有效抑制锂单质直径生长造成的短路问题，使得可以选用理论容量更高的电极材料，比如锂单质做负极；固态电解质的电压窗口更宽，可以使用电位更高的材料做正极而不惜担心电解质分解问题；

4）固态电解质支持电芯薄膜化设计，最小可以达到几个纳米，拓宽了锂电池的应用范围，并且使得电池自带柔性成为可能。

5）可以选用电阻较大、充放电过程体积变化比较大的材料做正负极，薄膜化的正负极材料，只要成膜性能好，即使材料电阻偏大，只要足够薄以后，依然不会给电池特性带来明显影响。

缺点

1）温度较低的时候，内阻比较大；

2）材料导电率不高，功率密度提升困难；

3）制造大容量单体困难；

4）大规模制造中的正负极成膜技术还在集中火力研究中。

3 全固态锂电池组成

全固态锂电池，主要由薄膜负极，薄膜正极和固态电解质组成。薄膜物质可以有多种选择材质。

3.1 薄膜负极

薄膜负极材料主要分为锂金属及金属化合物，氮化物和氧化物。

金属锂是最具代表性的薄膜负极材料。其理论比容量高达3600mAh/g，金属锂非常活泼，其熔点只有 180 ℃，非常容易与水和氧发生反应，电池制造工艺中很多温度较高的焊接方式都不能直接应用在锂金属负极电芯的生产中。

锂合金材料不但具有较高的理论比容量，还可以降低锂的电化学活性。常见的锂金属化合物有LixSi、LixAl、LixPb等。但锂化合物在充放电过程中，体积变化明显，容易造成晶格结构的崩塌。

氮化物负极材料可以分为锂金属氮化物，锂过渡金属氮化物和非金属氮化物。锂金属

氮化物可逆容量高，嵌锂平台低，主要种类有CrN、Cu3N、Ge3N4等。锂过渡金属氮化物有 Li3-x CoxN、Li3FeN2等；非锂金属氮化物有Si N,VN等。氮化物做负极的主要特点是高的离子电导率和可逆容量。

氧化物负极材料可以分为金属氧化物和金属基复合氧化物。金属氧化物负极有 TiO2、

Al2O3、In2O3、SiOx等；金属基复合物氧化物有Li4Ti5O12、LixMoO2、LixWO2、LiNiVO4、Sn AlxOy等；SiOx 和 SnAlxOy 等容量虽然高，但衰减也比较明显。LixMoO2 循环性好，但容量比较低。具有尖晶石结构的Li4Ti5O12 被称为“零应材料”，是稳定性极好的一种负极材料。

3.2 薄膜正极

大多数能够膜化的高电位材料均可用于固态化锂电薄膜正极材料。薄膜正极材料主要

分为金属氧化物，金属硫化物和钒氧化物。

适合做正极材料的金属化合物，多数已经在传统锂电池领域得到了应用，比如Li

Mn2O4、Li Co O2、Li Co1/3Ni1/3Mn1/3O2、Li Ni O2、Li Fe PO4等。

金属硫化物被用作锂电池正极材料，包括TiS2、FeS2、SnS2 和 Cu S2等。其中，Ti

S2 薄膜材料的能量密度达到了450 Wh kg-1，在嵌入和脱嵌锂过程中拥有接近 100%的库伦效率。

钒氧化物做正极材料，主要是指V2O5 ，无定形 V2O5 材料循环稳定性好，可逆容量高，是一种比较有研究潜力的材料。

3.3 固体电解质

固体电解质，以固态形式在正负极之间传递电荷，要求固态电解质有高的离子电导率

和低的电子电导率。固态化电解质大致可以分为无机固态电解质、固态聚合物电解质

和无机有机复合固态电解质。

无机固态电解质是典型的全固态电解质，不含液体成份，热稳定性好，从根本上解决

了锂电池的安全问题。加工性好，厚度可以达到纳米尺寸，主要用于全固态薄膜电池。无机固态电解质，从构型不同的角度出发，又包括NASICON结构，LISICON结构和ABO3的钙钛矿结构。锂金属化合物比钠金属化合物的电导率大，这是构型中，锂离子所处的空间位置决定的。钙钛矿结构的化合物主要是利用 A 位的空缺来增加锂离子的

活动空间来提高锂离子电导率。

玻璃态的无机固态电解质主要有氧化物(例如，P2O5、B2O3、Si O2、Li2O 等)、硫化

物(Li2S、Si S2等)、硫氧化物(Li S-Si S2中掺入少量的Li3PO4、Li Al O2、Li2Si O3等)

和氮氧化物(Li PON、Li Si PON、Li SON)等。其中硫化物的热稳定性比较差，加入适当的氧化物，可以提高固态电解质的稳定性和离子导电率。

无机固态电解质离子电导率较高，电子电导率较低，电化学稳定窗口宽，结构稳定，易于成膜，工艺简单，具有广阔的应用前景。

固态化聚合物电解质，由锂盐和聚合物构成，大致可以分为全固态类和凝胶类。全固态类是由锂盐和高分子基质络合而成的。锂盐例如：Li PF6、Li BF4、Li Cl O4、Li As F6等。高分子基质比如：PEO、PAN、PVDF、PVDC 和 PMMA 等。凝胶类是由锂盐与液体塑化剂，溶剂等与聚合物基质形成稳定凝胶的电解质材料。电化学稳定性良好，安全性较好，工艺简单。现在我们常说的聚合物锂电池，拥有加高的能量密度和较好的安全性，其电解质就是凝胶类聚合物作为电解质的产品。

无机有机复合固态电解质，是指在聚合物的固态电解质当中加入无机填料所形成的一类电解质。一定量活性无机填料的加入可以增加锂离子扩散通道，离子电导率明显提高。

全固体电解质的研究主要集中在开发高电导率无机电解质和有机-无机复合电解质。硫化物固体电解质具有较高的室温离子电导率，但是其环境稳定性差。氧化物固体电解质化学稳定性好，但室温离子电导率较低。有机-无机复合电解质兼具有机物良好的柔性和无机物高的机械强度，但是由于聚合物基体的电导率低，且低温环境下易结晶，因此复合电解质的室温电导率偏低。

4 全固态电池的界面问题

全固态锂电池，一个重要的技术难点是电解质与电极之间形成高电阻界面问题。整个技术都还在发展过程中，对此问题暂时没有统一的观点，一般推测的全固态电池正负极与电解质之间的界面形成原因：

1）由于外加电压高于电解质能够承受的电压范围，使得电解质发生氧化或者还原，进而在正极或者负极表面上形成界面；

2）固体电解质的性质本身就与电极材料不相容，因而发生反应，生成物结成界面；3）充放电过程中，离子的嵌入脱出过程的副产物，形成电极与固态电解质的界面。

参考文献

1 任耀宇，全固态锂电池研究进展；

2 杨同欢，全固态薄膜锂电池研究进展；

3 张强，全固态锂电池界面的研究进展；

4 许晓雄，全固态锂电池电极_电解质界面调控研究

5 俞兆喆，固态化薄膜锂电池及相关材料的制备与性能研究；

6 吴勇民，全固态薄膜锂电池研究进展；

7 陈牧，全固态薄膜锂电池研究进展和产业化展望。（图片来自互联网公开资料）

(完整版)全固态锂电池技术的研究进展与展望

全固态锂电池技术的研究进展与展望 周俊飞 （衢州学院化学与材料工程学院浙江衢州324000） 摘要：现有电化学储能锂离子电池系统采用液体电解质，易泄露、易腐蚀、服役寿命短，具有安全隐患。薄膜型 全固态锂电池、大容量聚合物全固态锂电池和大容量无机全固态锂电池是一类以非可燃性固体电解质取代传统锂离 子电池中液态电解质，锂离子通过在正负极间嵌入-脱出并与电子发生电荷交换后实现电能与化学能转换的新型高 安全性锂二次电池。作者综述了各种全固态锂电池的研究和开发现状，包括固态锂电池的构造、工作原理和性能特 征，锂离子固体电解质材料与电极/电解质界面调控，固态整电池技术等方面，提出并详细分析了该技术面临的主要 科学与技术问题，最后指出了全固态锂电池技术未来的发展趋势。 关键词：储能；全固态锂离子电池；固体电解质；界面调控 1 全固态锂电池概述 全固态锂二次电池，简称为全固态锂电池，即电池各单元，包括正负极、电解质全部采用固态材料的锂二次电池，是从20 世纪50 年代开始发展起来的[10-12]。全固态锂电池在构造上比传统锂离子电池要简单，固体电解质除了传导锂离子，也充当了隔膜的角色，如图 2 所示，所以，在全固态锂电池中，电解液、电解质盐、隔膜与黏接剂聚偏氟乙烯等都不需要使用，大大简化了电池的构建步骤。全固态锂电池的工作原理与液态电解质锂离子电池的原理是相通的，充电时正极中的锂离子从活性物质的晶格中脱嵌，通过固体电解质向负极迁移，电子通过外电路向负极迁移，两者在负极处复合成锂原子、合金化或嵌入到负极材料中。放电过程与充电过程恰好相反，此时电子通过外电路驱动电子器件。目前，对于全固态锂二次电池的研究，按电解区分主要包括两大类[13]：一类是以有机聚合物电解质组成的锂离子电池，也称为聚合物全固态锂电池；另一类是以无机固体电解质组成的锂离子电池，又称为无机全固态锂电池，其比较见表1。通过表1 的比较可以清楚地看到，聚合物全固态锂电池的优点是安全性高、能够制备成各种形状、通过卷对卷的方式制备相对容易，但是，该类电池作为大容量化学电源进入储能领域仍有一段距离，主要存在的问题包括电解质和电极的界面不稳定、高分子固体电解质容易结晶、适用温度范围窄以及力学性能有提升空间；以上问题将导致大容量电池在使用过程中因为局部温度升高、界面处化学反应面使聚合物电解质开貌发生变化，进而增大界面电阻甚至导致断路。同时，具有隔膜作用的电解质层的力学性能的下降将引起电池内部发生短路，从面使电池失效[14-15]。无机固体电解质材料具有机械强度高，不含易燃、易挥发成分，不存在漏夜，抗温度性能好等特点；同时，无机材料处理容易实现大规模制备以满足大尺寸电池的需要，还可以制备成薄膜，易于将锂电池小型化，而且由无机材料组装的薄膜无机固体电解质锂电池具有超长的储存寿命和循环性能，是各类微型电子产品电源的最佳选择[10]。采用有机电解液的传统锂离子电池，因过度充电、内部短路等异常时电解液发热，有自燃甚至爆炸的危险（图3）。从图 3 可以清楚地看到，当电池因为受热或短路情况下导致温度升高后，传统的锰酸锂或钴酸锂液体电解质锂离子电池存在膨胀起火的危险，而基于纯无机材料的全固态锂电池未发生此类事故。这体现了无机全固态锂电池在安全性方面的独特优势。以固体电解质替代有机液体电解液的全固态锂电池，在解决传统锂离子电池能量密度偏低和使用寿命偏短这两个关键问题的同时，有望彻底解决电池的安全性问题，符合未来大容量新型化学储能技术发展的方向。正是被全固态锂电池作为电源所表现出来的优点所吸引，近年来国际上对全固态锂电池的开发和研究逐渐开始活跃[10-12] 2 全固态锂电池储能应用研究进展 在社会发展需求和潜在市场需求的推动下，基于新概念、新材料和新技术的化学储能新体系不断涌现，化学储能技术正向安全可靠、长寿命、大规模、低成本、无污染的方向发展。目前已开发的化学储能装置，包括各种二次电池（如镍氢电池、锂离子电池等）、超级电容器、可再生燃料电池（RFC：电解水制氢-储氢-燃料电池发电）、钠硫电池、液流储能电池等。综合各种因素，考虑用于大规模化学储能的主要是锂二次电池、钠硫电池及液流电池，而其中大容量储能用锂二次电池更具推广前景。。 全固态锂电池、锂硫电池、锂空气电池或锂金属电池等后锂离子充电电池的先导性研究在世界各地积极地进行着，计划在2020 年前后开始商业推广。在众多后锂离子充电电池中，包括日本丰田汽车、韩国三星电子和德国KOLIBRI 电池公司对全固态锂电池都表现出特别的兴趣。图 4 为未来二十年大容量锂电池的发展路径，从图 4 可以看出，全固态电

全固态锂电池的技术研究进展

全固态锂电池的技术研究进展 根据近期流传的技术趋势预测，全固态锂电池，可能在2030年之前实现固态电解质技术突破，单体能量密度超过500Wh/kg的目标，并且达到量产能力。今天关注一下全固态电解质锂电池。 1锂电池的种类 锂电池的分类方法比较多，可以按照正极材料类型划分，负极材料类型划分，电解液类型划分等等，我们常说的三元材料还是磷酸铁锂或者锰酸锂，就是按照正极材料划分的结果。在锂电池当前发展阶段上，锂电池性能上的差异主要表现在正极材料的差异上，因此人们习惯于用正极材料的名称给一个技术路线命名。 今后两年，高镍三元将成为量产可能性最高的一种技术路线，而含镍量的不同，又成了技术路线的名字，622、811，这是镍钴锰在三元正极材料中的占比关系。这仍然是一种针对正极材料差异的提法。 欧阳明高院士最近给出的技术路线预测中，高镍以后，能量密度达到400Wh/kg的希望，很大程度上寄托在全固态电池的身上。固态电池，相对于传统锂电池的液态电解液而言的，电解质为导电率很高的纯固态物质，这是一种针对电解液形态的命名方式。 与固态电池平行的另外两种技术路线应该可以叫做液态电解液锂电池和半固态电解液锂电池。液态电解液锂电池，传统称呼中三元、磷酸铁锂、锰酸锂都属于液态电解液锂电池范围。半固态电解液，电解质是介于固态和液态之间的状态，现在常见的材料是聚合物电解质，在常温下为凝胶态。 2全固态锂电池的优缺点 优点 1）安全性好，电解质无腐蚀，不可燃，也不存在漏液问题； 2）高温稳定性好，可以在60℃-120℃之间工作； 3）有望获得更高的能量密度。固态电解液，力学性能好，有效抑制锂单质直径生长造成

蓄电池的结构认知与检修

项目四任务二蓄电池的结构认知与检修【任务要求】 1.了解蓄电池的结构特点； 2.掌握蓄电池的安装位置和结构组成； 3.掌握蓄电池的修程。 4.独立进行蓄电池的维护。 【任务准备】 1.场地准备：城轨交通车辆检修实训中心，多媒体教学设备。 2.工具准备：扭力扳手，数字万用表，110V直流电源表。 3.物品准备：蒸馏水，橡胶密封条，压缩空气，刷子。 4.建议课时：6课时。 【知识导航】 一、系统结构概述 （一）蓄电池箱结构 蓄电池箱采用抽屉式结构或小车结构，箱体安装在车下，保证蓄电池不受灰尘水分的侵扰并且通风良好，易于取出检修维护。打开蓄电池箱盖的门锁与防脱落部件后，可以将蓄电池下箱或小车拉出，进行蓄电池的现场维护，保养以及更换零部件。也可将蓄电池下箱或小车用叉车运至维护车间进行地面充放等维护保养工作。蓄电池箱体各种结构还要保证车辆运行过程中，蓄电池固定良好，箱门不会松脱打开造成事故。以下以抽屉式结构为例讲述： 1.上箱总成 上箱总成为一个不锈钢箱子，内含：滑动导轨系统的固定导轨；允许电缆穿过蓄电池箱体的密封接头和连接器的插座；用于测量蓄电池箱内温度的传感器；所有必需的电气部件，包括内部电缆、端子排、动力线和控制线的接线端子、连接器插头和插座、密封接头等。 2.下箱总成 下箱总成用于安放蓄电池组的部件。该部分是一个不锈钢构架，包括：1个把手，维修人员用它能将蓄电池下箱拉开；熔断器、熔断器安装座；蓄电池部件的紧固件；蓄电池模块及其连接和紧固部件；所有必需的电气部件，包括内部电缆、端子排、连接器插头和插座等。防止触电危险的标志。 3.蓄电池电气箱 蓄电池组与其周边相关的电气元件通常装在不同的箱体内，防止电气元件动作产生的电火花引发可燃气体，避免蓄电池工作产生的腐蚀性气体、液体影响电气元件。 （二）蓄电池 蓄电池是将化学能与电能互相转换的装置，它把电能转变为化学能储存起来，使用时再把化学能转变为电能，而且变换的过程是可逆的，以上两个过程分别叫做蓄电池的充电与放电过程。 根据极板所用材料和电解液性质的不同，蓄电池一般可分为酸性（铅）蓄电池和碱性

体型无机全固态锂离子电池研究进展

第45卷第6期2017年6月 硅酸盐学报Vol. 45，No. 6 June，2017 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY https://www.wendangku.net/doc/ba9767893.html, DOI：10.14062/j.issn.0454-5648.2017.06.06 体型无机全固态锂离子电池研究进展 陈凯1，程丽乾2 (1. 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心，北京 102211； 2. 中国矿业大学(北京)材料科学与工程系，北京 100083) 摘要：体型无机全固态锂离子电池具有无安全隐患、使用温度范围广、能量密度高以及循环寿命长等优势，是未来锂离子电池的发展趋势，然而高性能全固态电池的制备仍然是研究中的难点和热点。围绕不同的制备方法，对体型无机全固态锂离子电池的结构设计、界面问题、容量性能、能量密度和循环性能的研究进展进行综述，并着重讨论了提高固态电解质综合性能、改善电极层与固态电解质层间界面问题以及合理设计电池结构的原则和方法。 关键词：全固态；锂离子电池；固态电解质；无机；体型 中图分类号：TQ174.75 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2017)06–0785–08 网络出版时间：2017–05–02 14:40:49 网络出版地址：https://www.wendangku.net/doc/ba9767893.html,/kcms/detail/11.2310.TQ.20170502.1440.006.html Development on Bulk-type Inorganic All-solid-state Lithium Ion Batteries CHEN Kai1, CHENG Liqian2 (1. Beijing Aeronautical Science & Technology Research Institute of COMAC, Beijing 102211, China; 2. Department of Materials Science and Engineering, China University of Mining & Technology (Beijing), Beijing 100083, China) Abstract: The bulk-type inorganic all-solid-state lithium ion batteries possess some advantages like no safety concern, wide operation temperature range, high energy density and long cycling life. However, the fabrication of high-performance all-solid-state lithium ion batteries is still a challenge. Recent development on the structure design, interface problem, capacity performance, energy density and cycling property of the bulk-type inorganic all-solid-state lithium ion batteries fabricated by different methods was reviewed. In addition, the principles and methods to improve the combination properties of solid electrolyte, modify interfaces between electrode layer and solid electrolyte layer, and design battery structures were also discussed. Keywords: all-solid-state; lithium ion battery; solid electrolyte; inorganic; bulk-type 锂离子电池能量密度高、稳定性强、无记忆效应、循环寿命长，作为一种商业化的高效储能器件得到了广泛应用。尽管发展历史较短，锂离子电池在便携式电子设备等领域成功取代了原有的镍氢电池和镍镉电池。在电动汽车、储能电站、新能源利用等领域，锂离子电池也扮演着极其重要的角色[1]。波音公司最新型的B787飞机首次在民航客机中使用锂离子电池，实现了飞机减重和简化维修等目的，表明了锂离子电池在民用航空领域也有潜在的应用前景。 然而，由于商用锂离子电池中使用易燃的有机电解液，当电池处于高温、短路、过充或者物理损伤等状态时，极易引发火灾甚至爆炸[2]。商用锂离子电池在封装时会采用适当的保护机制，但是仍然存在较大的安全隐患[3] 。近年来由于锂离子电池火灾引发的智能手机、电动汽车、民航飞机等安全事故时有发生，极大地限制和影响了锂离子电池的实际应用。 无机全固态锂离子电池使用不可燃或不易燃的无机固态电解质代替商用锂离子电池中的有机电解液，可以从根本上解决锂离子电池的安全问题[4–6]。同时，无机全固态锂离子电池相比传统商用锂离子 收稿日期：2016–12–04。修订日期：2016–02–05。 基金项目：国家自然科学基金(51602345)；新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室(清华大学)(KF201512)。 第一作者：陈凯(1987—)，男，博士，工程师。Received date:2016–12–04. Revised date: 2016–02–05. First author: CHEN Kai(1987—), male, Ph.D., Engineer. E-mail: chenkai4@https://www.wendangku.net/doc/ba9767893.html,

Q2057W锂电池充电器原理(适用)

摘要：本文介绍美国TI公司生产的先进锂电池充电管理芯片BQ2057，利用BQ2057系列芯片及简单外围电路可设计低成本的单/双节锂电池充电器，非常适用于便携式电子仪器的紧凑设计。本文将在介绍BQ2057芯片的特点、功能的基础上，给出典型充电电路的设计方法及应用该充电芯片设计便携式仪器的体会。 关键词：锂电池充电器BQ2057 1 引言 BQ2057系列是美国TI公司生产的先进锂电池充电管理芯片，BQ2057系列芯片适合单节(4.1V或4.2V)或双节(8.2V或8.4V)锂离子(Li-Ion)和锂聚合物(Li-Pol)电池的充电需要，同时根据不同的应用提供了MSOP、TSSOP和SOIC的可选封装形式，利用该芯片设计的充电器外围电路及其简单，非常适合便携式电子产品的紧凑设计需要。BQ2057可以动态补偿锂电池组的内阻以减少充电时间，带有可选的电池温度监测，利用电池组温度传感器连续检测电池温度，当电池温度超出设定范围时BQ2057关闭对电池充电。内部集成的恒压恒流器带有高/低边电流感测和可编程充电电流，充电状态识别可由输出的LED指示灯或与主控器接口实现，具有自动重新充电、最小电流终止充电、低功耗睡眠等特性。 2.功能及特性 2.1 器件封装及型号选择 BQ2057系列充电芯片为满足设计需要，提供了多种可选封装及型号，其封装形式如图2－1所示，有MSOP、TSSOP和SOIC三种封装形式。其型号如表2－1所示，有BQ2057、BQ2057C、BQ2057T和BQ2057W四种信号，分别适合4.1V、4.2V、8.2V和8.4V的充电需要。 元件型号 BQ2057 BQ2057C BQ2057T BQ2057W 8.4V BQ2057的引脚功能描述如下： ?VCC (引脚1):工作电源输入； ?TS (引脚2):温度感测输入，用于检测电池组的温度； ?STAT(引脚3):充电状态输出，包括:充电中、充电完成和温度故障三个状态； ?VSS (引脚4):工作电源地输入； ?CC (引脚5):充电控制输出； ?COMP(引脚6):充电速率补偿输入； ?SNS (引脚7):充电电流感测输入； ?BAT (引脚8):锂电池电压输入； 2.2 充电状态流程 BQ2057的充电状态流程如图2－3所示，其充电曲线如图2－2所示，BQ2057的充电分为三个阶段：预充状态、恒流充电和恒压充电阶段。

锂电池保护电路

锂电池保护电路 锂电池过充电,过放电,过流及短路保护电路 下图为一个典型的锂离子电池保护电路原理图。该保护回路由两个 MOSFET(V1、V2)和一个控制IC(N1)外加一些阻容元件构成。控制IC负责监测电池电压与回路电流，并控制两个MOSFET的栅极，MOSFET在电路中起开关作用，分别控制着充电回路与放电回路的导通与关断，C3为延时电容，该电路具有过充电保护、过放电保护、过电流保护与短路保护功能. 锂电池保护工作原理: 1、正常状态 在正常状态下电路中N1的“CO”与“DO”脚都输出高电压，两个MOSFET都处于导通状态，电池可以自由地进行充电和放电，由于MOSFET的导通阻抗很小，通常小于30毫欧，因此其导通电阻对电路的性能影响很小。 此状态下保护电路的消耗电流为μA级，通常小于7μA。 2、过充电保护 锂离子电池要求的充电方式为恒流/恒压，在充电初期，为恒流充电，随着充电过程，电压会上升到4.2V(根据正极材料不同，有的电池要求恒压值为4.1V)，转为恒压充电，直至电流越来越小。

电池在被充电过程中，如果充电器电路失去控制，会使电池电压超过4.2V后继续恒流充电，此时电池电压仍会继续上升，当电池电压被充电至超过4.3V时，电池的化学副反应将加剧，会导致电池损坏或出现安全问题。 在带有保护电路的电池中，当控制IC检测到电池电压达到4.28V(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“CO”脚将由高电压转变为零电压，使V2由导通转为关断，从而切断了充电回路，使充电器无法再对电池进行充电，起到过充电保护作用。而此时由于V2自带的体二极管VD2的存在，电池可以通过该二极管对外部负载进行放电。 在控制IC检测到电池电压超过4.28V至发出关断V2信号之间，还有一段延时时间，该延时时间的长短由C3决定，通常设为1秒左右，以避免因干扰而造成误判断。 3、过放电保护 电池在对外部负载放电过程中，其电压会随着放电过程逐渐降低，当电池电压降至2.5V时，其容量已被完全放光，此时如果让电池继续对负载放电，将造成电池的永久性损坏。 在电池放电过程中，当控制IC检测到电池电压低于2.3V(该值由控制IC决定，不同的IC有不同的值)时，其“DO”脚将由高电压转变为零电压，使V1由导通转为关断，从而切断了放电回路，使电池无法再对负载进行放电，起到过放电保护作用。而此时由于V1自带的体二极管VD1的存在，充电器可以通过该二极管对电池进行充电。 由于在过放电保护状态下电池电压不能再降低，因此要求保护电路的消耗电流极小，此时控制IC会进入低功耗状态，整个保护电路耗电会小于0.1μA。

2022年进入终端市场全面解读全固态锂电池

2022年进入终端市场！全面解读全固态锂电池 全固态锂电池从20 世纪50 年代就开始研究，已历时半个多世纪。近年来，面向电动汽车应用的全固态锂电池终于开始从实验室走向产业化小批量制造。目前，在新型化学电源领域的各类公开场合“全固态锂电池”的出现频率越来越高，业内也基本形成了共识：全固态锂电池有望作为下一代动力电源进入市场，但究竟什么是全固态锂电池？相信也有很多人存在着困惑，为此，我们特写此文以求为全固态锂电池“正名”，以供大家参考。 1全固态锂电池的概述 全固态锂电池，是一种使用固体电极材料和固体电解质材料，不含有任何液体的锂电池，主要包括全固态锂离子电池和全固态金属锂电池，差别在于前者负极不含金属锂，后者负极为金属锂。 图一：传统液态锂离子电池与全固态锂离子电池示意图 从出现的时间节点来看，全固态金属锂电池要早于液态锂离子电池，只不过在早期，全固态金属锂电池的电化学性能、安全性、工程化制造方面一直无法满足应用要求。液态锂离子电池通过不断改进，综合技术指标逐渐满足消费电子类市场应用需求，后来被更多的市场所接受。从技术发展趋势来看，相比液态锂离子电池，全固态金属锂电池有可能具有安

全性能好、能量密度高和循环寿命长等优点。近年来，固体电解质材料，特别是硫化物电解质材料在离子电导率方面取得了重大突破，因此全固态锂电池技术渐渐开始引起世界范围内的研发机构和大型企业的重视。 2全固态锂电池的分类 伴随着全固态锂电池热的兴起，各种“全固态”或“固态”概念的锂电池相继出现，存在着混淆概念的现状。特将已出现的七类跟固态锂电池相关的概念进行了梳理，并进行了初步的总结。 液态锂电池：电芯在制造过程中不含有固体电解质，只含有液体电解质的锂电池，包括液态锂离子电池和液态金属锂电池。 凝胶电解质锂电池：电芯中液态电解质以凝胶电解质形式存在，电芯中不含固体电解质，这实际属于液态锂离子电池范畴。 半固态锂电池：电芯电解质相中，质量或体积的一半是固体电解质，另一半是液体电解质；或者电芯中一端电极是全固态，另一端电极中含有液体。 准固态锂电池：电芯的电解质中含有一定的固体电解质和液体电解质，液体电解质的质量或体积小于固体电解质的比例。固态锂电池：电芯中含有较高质量或体积比的固体电解质，同时含有少量液体电解质的电池，被一些研究人员称之为“固

全固态锂电池

以固态电解质取代传统液体有机电解液的固态电池正吸引越来越多的关注。电动车（EV）和定置式蓄电用途的大型电池的应用需求激增，可期待安全与长寿命的固态电池正在成为一个候选产品。在追求高容量化的新一代电池方面，固态电解质扮演角色的重要性也在日益提高。但目前固态电解质仍然存有不少问题。本文追寻着开发全固态电池的企业、大学和研究机构的脚步，探索固态电池通向实用化之路。 “只用固体材料即可实现电池功能的认识终于被人们普遍接受”日本东京工业大学研究生院综合理工学研究科物质电子化学专业教授菅野了次感慨道。 采用固态电解质的的大容量新一代电池，即所谓“全固态电池”近来开始受到瞩目。这是由于其在能量密度提高的同时，还可望确保安全性和实现长寿命化（图1）。 1 电动车和定置式用大型锂离子充电电池而言，保证安全是最重要的。并且，希望长寿命化的呼声也很高，许多电池使用者希望“锂离子充电电池采用固体电解质”。而在便携设备市场上，业者们似在考虑使用固态电解质来开发能量密度超过300Wh/kg的后锂离子充电电池。 采用有机电解液的传统锂离子充电电池，因有过度充电、内部短路等异常时可能导致电解液发热，有自燃或甚至爆炸的危险。而将有机电解液代之以固态电解质的全固态电池，其安全性可大幅提高。并且，因在理想状态下，固态时锂的扩散速度（离子传导率）较液体电解液时高，理论上认为其可实现更高的输出。 并且，固态电池包括其制造方式在内，可能会实现突破现有电池概念的特性。例如，因不必封入液体，则电池外装可以简化，从而能以卷对卷（roll-to-roll）方式制造大面积单元。进一步，还可将数层电极层积，并在单元内串联，制作12V或24V的大电压单元等，使此前不可能的电池得以实现。 实际上，电池相关学会也称，近年来关于固态电池的论文数目在增加。其中最有兴趣的积极参与者是丰田汽车公司。近1、2年，其以将来适用于车载的电池为目标的论文大幅增加。 对固态电池抱有强烈兴趣的，并非只有丰田公司一家。出光兴产（Idemitsu Kosan）在展示会上以2012年实用化为目标，展示了约A6大小的固态电池，日本中央电力研究所（Central Research

碱性电池认识及使用

碱性电池认识 工具/原料 (3) 什么是碱性电池 (4) 碱性电池结构 (4) 具体结构及其组成材料 (4) 正极 (5) 负极 (5) 电解液 (5) 隔膜与密封圈 (5) 碱性电池参数 (6) 碱性电池包括以下三个方面的参数 (6) 规格参数 (6) 性能参数： (6) 重金属含量参数 (6) 检测方法/说明 (7) 方法一万用表准确测量干电池电压 (7) 方法二使用负载测量 (8) 掌握检测技巧优势 (9) 爆炸原因分析 (9) 原因一假冒伪劣 (9) 原因二混搭使用 (10) 原因三电路短路 (10)

电池爆炸采取措施 (10)

在当今的高科技时代，随着生活节奏和工作节奏的加快，那么我们随身用的电器设备的节奏也需要我们随时掌握，那么这个衡量标准是什么呢？电池电量，精确掌握电池的剩余电量便可以确定设备还能正常工作多长时间，决定是否需要充电或者携带备用电池，这样就不会耽误工作生活,下面笔者结合生活工作介绍两种常用的两种方法来检测干电池电量，希望能得到共勉； 工具/原料 干电池（碱性电池、碳性电池）

什么是碱性电池 碱性电池亦称为碱性干电池、碱性锌锰电池、碱锰电池，是锌锰电池系列中性能最优的品种。适用于需放电量大及长时间使用。电池内阻较低，因此产生之电流较一般锰电池为大，而环保型含汞量只有0.025%，无须回收。 碱性电池结构 碱性电池是以其碱性电解液而得名的，与所有干电池一样，碱性电池的结构主要由正极、负极、电解液组成，比较常见的碱性电池形状是圆筒形的。 具体结构及其组成材料 该种电池的具体结构及其组成材料如下：

正极 与外壳紧密接触的是用电解二氧化锰、石墨和碳黑压制成的正极环，外壳是一个带有正极帽的镀镍钢壳，该钢壳兼作正极集流体； 负极 采用粉状锌粒制成膏剂，处于电池的中间，其内插有一要黄铜集电体，集电体与负极底部相连； 电解液 为糊状KOH电解质，与负极混和制作成膏状； 隔膜与密封圈 在电池内部，正负极间用隔膜隔开，钢壳处则有尼龙或者聚丙烯密封圈与外部隔开。 碱性电池的结构从外到内依次有：密封圈、钢壳（兼作正极集流体）、正极、隔膜、负极、电解液、铜管（兼作负极集电体）等。另外有一种纽扣状的碱性电池，常被称为AG电池，属于纽扣电池的一个类型。 制成各种形状的碱性电池结构是一样的，据此定义：碱性电池是以锌为负极，二氧化锰为正极，氢氧化钾溶液为电解液的原电池，简称碱锰电池。

开关电源基础(带答案)

开关电源基础 一、选择题： 1.现代通信设备常用的几种供电电压为__BC__。 A．±12V B.±24V C．－48V D. ±15V 2.用万用表的二极管档静态测量 N 沟道MOSFET，当测到__ BC __时，则可断定该管子坏了。 A. S-D导通 B. D-S导通 C. S-D不通 D. D-S不通 3.能判断交流接触器已坏的方法有_ABCD_ A. 在断电时，用手按不动接触器的活动部件，则接触器坏； B. 接触器发出烧焦的糊味，则接触器坏； C. 测线包电阻，发现电阻很大（远大于200欧姆）； D. 加电后，在线包上测到有吸合电压（100V以上），但仍不吸合，则接触器坏； E. 电源系统上电后，接触器仍不吸合，则接触器坏。 4.交流接触器的常闭触点是指__A___ A. 不加电时触点闭合 B. 加电时触点闭合 C. 正常时触点闭合 D. 市电正常时触点闭合 5.常开直流接触器__B__。 A. 不加电时触点闭合 B. 加电时触点闭合 C. 正常时触点闭合 D. 异常时触点闭合 6.熔断器的作用有__AB_ A. 过流保护 B. 短路保护 C. 过压保护 D. 欠压保护 7.空气开关起_ABD_作用。 A. 过流保护 B. 短路保护 C. 过压保护 D. 开关

8.分流器的作用是__B__。 A. 分配电流 B. 检测电流 C. 检测电压 D. 分解电流 9.EMI滤波器的作用有_ABD_。 A. 抑制电网的电磁干扰； B. 防止开关电源本身产生的电磁干扰污染电网； C. 提高功率因数； D. 保证电源系统的电磁兼容性。 10.通信电源都具备以下保护功能__ABCD__。 A. 输入过、欠压保护 B. 输出过压保护 C. 输出短路保护 D. 过温保护 E. 电池欠压保护 11.整流模块保护关机（如：输入过压时，自动关机）是通过__B_实现的。 A. 关交流电 B. 关PWM脉冲 C. 关直流输出 D. 拉低基准到0V 12.一台通信电源包含_ABCD_这几个部分。 A. 交流配电 B. 直流配电 C. 整流模块 D. 监控模块 E. 监控后台 13.监控模块的作用是_ ABCD _。 A. 监测交、直流配电及整流模块的工作状态； B. 管理电池； C. 故障告警； D. 故障诊断 14.与相控电源相比，开关电源___ABC___。 A. 体积小 B. 重量轻 C. 无可闻噪声（风扇除外） D. 功率大 15.采用IGBT作为开关管的安圣整流模块有_BCEF_。 A. HD4820 B. HD4820-5 C. HD4830 D. HD4850 E. HD4850-2 F. HD48100 二、是非判断题：

自制简单锂电池充电器电路

自制简单锂电池充电器电路 充电器电路图及原理 电路很简单，如附图所示,元件很容易廉价获得，适用范围很宽，可以适应1节－4节串连电压，充电电流可以通过元件参数选择，充电特性也比较理想，原理如下：由LM317和R1、R2、R3组成一个典型的恒流电路（431暂时认为断开R4比较大可以先不看）。当电压不太高时保持恒定的充电电流。以两节电池充电为例，理想状态下，充电电流应该是电压达到8.3V前一直保持恒定。当A点电压达到拐点值8.3V时，经过R4、R5分压，TL431开始导通，并把LM317的基准点电压从8.3V逐渐拉下。所谓拐点就是指电流开始下降的那点。直到电压达到8.4V的0电流点，A点仍然保持这个8.3V电压，LM317的输出V out下降到8.4V，其调整端下降到7.17V。 电池电压为8.3V时（拐点）各点的电压都标在图上，充电截止（8.4V）的各点电压以括号形式也标在后边。 元件选择 LM317，三端可调串连稳压块，选塑封的，LM317T，常用。根据电流不同，应选用相应的散热片。 TL431，三端可调并联稳压块，与一个小三极管外形一样，常用。 RL就是外接被充电池。 电流采样电阻R1，计算方法是R1 = 1.23 / 充电电流。例如，若充电电流为0.3A，则电阻应该选择4.1欧。这个电阻一般要选择功率大一些的，比如1A就应该是2W的。 可调电阻R4可以选择那种篮色的精密多圈，取比额定值大一些的，比如23.2k的就可以选择25K的多圈。若嫌多圈太贵或难找，也可以用一个固定电阻串连一个普通可调电阻。例如23.2k的就可以选择22k固定加一个2.2k－3.9k可调节的，以便进行精细调节。

中班科学活动《认识电池》

中班科学活动《认识电池》 活动目标 1、认识几种常见的电池，了解电池的种类、特征和用途。 2、掌握电池正确的安装方法，尝试为玩具装合适的电池。 3、养成保护环境、不乱丢电池的好习惯。 活动准备 1、各种型号的电池若干，充电电池，手机电池，纽扣电池等 2、两个电池连接在一起并两端标有电池正负极的图片一张 3、光碟、电池回收箱 活动过程 一、了解多种电池的名称及特征。 1、参观“电池超市”认识多种电池 “孩子们，附近有一家电池超市开张了，想邀请我们去参观，你们想去吗？那等会儿让我们一起去看看吧！再去之前，我还有一些要求呢！仔细听好哦！去的时候要轻轻的走，到了那里仔细看看，里面都有哪些电池？你们认识吗？知道他们的名字吗？仔细看看他们是什么样子的？都听清楚了吗？ 带领幼儿参观“电池超市” 2、“孩子们，都看好了吗？现在，请你们选一个认识的电池坐到你的位子上，和你旁边的朋友说一说、比一比你们的电池分别是什么样子的？有什么相同或不同的地方呢？ （1）、幼儿相互交流 （2）、个别幼儿讲述。 （3）、教师小结：你们说的真不错，电池的种类可真多，有小的，有很大的，有圆柱体的，有扁扁的，这些电池啊，他们都有一个共同的名字叫干电池。看看他们的大小不同我们分别把他们叫2号电池，3号电池，5号电池等等，这个很小的电池像个小纽扣，它也有个好听的名字叫纽扣电池。我们的电池有许多的不同，但是也有共同的地方呢，电池都有两个头，一个突出来的像小帽子一样，叫正极，用“+”来表示；一头是凹进去的，叫负极，用“-”来表示。（出示图） 3、除了我们刚看到到的电池，你还知道哪些电池呢？ 4、电脑娃娃也知道一些电池，让我们一起来看看它知道哪些电池，你见过吗？都有什么作用？（播放光碟） 这是太阳电池它是把太阳光的能量转换为电能。当日光照射时，产生电压，产生电。 核电池把核能直接转换成电能，它用于人造卫星及探测飞船中，可长期使用。 铅晶电池环保电池，对土地、河流等不会造成污染，更加符合环保要求。 燃料电池燃料电池把燃烧反应所放出的能量直接转变为电，在宇宙航行中经常用到它哦。 二、了解电池的作用 孩子们，今天，我们认识了这么多的电池，那你们知道它们都有什么用吗？请你和旁边

无机全固态锂离子电池界面性能研究进展_邱振平

综述 Review * E-mail: zhangheroyj@https://www.wendangku.net/doc/ba9767893.html, Received April 22, 2015; published June 12, 2015. 992 https://www.wendangku.net/doc/ba9767893.html, ? 2015 Shanghai Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences Acta Chim. Sinica 2015, 73, 992—1001 化　学　学　报　 无机全固态锂离子电池界面性能研究进展 邱振平 张英杰* 夏书标 董鹏 (昆明理工大学 材料科学与工程学院 昆明 650093) 摘要 固体电解质不存在易燃等安全问题, 发展固态锂电池技术是解决液体电解质锂电池安全问题的根本途径. 随着社会对大体积锂离子电池需求的增长以及人们对电池的安全性关注度的日益提高, 发展固态锂离子电池已迫在眉睫. 制备性能良好的全固态锂电池的关键在于获得高室温离子导电率的固体电解质以及在电极与电解质之间形成良好的接触面. 大量的研究集中在制备高室温导电率的固体电解质, 目前已经制备出能与液体电解质相媲美的高室温导电率的固体电解质, 但固态锂电池的高倍率性能仍然较差, 原因是在电极与固体电解质的界面处具有较高的阻抗. 关于固态锂电池电极与电解质界面的研究文章相对较少. 本文简要介绍了一些具有高室温导电率的氧化物及硫化物电解质, 着重分析了全固态锂电池电极与电解质界面处具有高阻抗的原因以及减少界面阻抗的界面改性方法. 关键词 固体电解质; 全固态锂电池; 界面理论; 改性措施; 性能 Qiu, Zhenping Zhang, Yingjie * Xia, Shubiao Dong, Peng (Faculty of Materials Science and Engineering , Kunming University of Science and Technology , Kunming 650093) Abstract The development of solid-state lithium offers a fundamental solution to safety concerns of liquid electrolyte for lithium battery, because of the non-flammability of solid electrolyte. With society’s increasing demand for large size lithium ion batteries and a growing concern about the safety of batteries, the development of solid lithium battery is imminent. To prepare solid lithium battery with excellent performance, we should obtain solid electrolyte with high ambient temperature ion conductivity and make a good contact between electrode and solid electrolyte. Most studies have been focus on the prep-aration of solid electrolyte with high ambient temperature ion conductivity. Although the conductivity of recently discovered solid electrolyte are comparable with those observed for liquid electrolytes. The high-rate capability of solid-state lithium batteries is still poor. This fact tell us that the rate-controlling step is at the interface between the electrode and the electrolyte materials. Only a few researchers have studied the interface between the electrode and the electrolyte materials. This paper introduces some oxide and sulfide electrolyte with high ambient temperature ion conductivity briefly. We mainly analyze the reasons for the high impedance at the interface between electrode and solid electrolyte, and furthermore, we investigate the modification methods to reduce the interface resistance. Keywords solid electrolyte; solid lithium battery; interface theory; modification measures; properties 1 引言 锂离子电池具有较高的能量密度而广泛应用于移动设备、应急电源系统以及混合动力电动汽车等[1,2]. 然而有机液体作为电解质的商用锂电池存在易漏、易燃且不能和锂金属兼容等缺点[3]. 当今社会对大体积锂离子电池的需求逐渐上升, 大体积锂电池需要更高安全性及稳定性, 但是随着锂离子电池体积的增大, 热量不易散发出去, 将引起更大的安全问题[4]. 因此, 采用固体电解质代替液态电解质, 发展固态锂离子电池是解决锂电池安全问题的根本途径[5]. 全固态锂电池就是锂电池的各单元, 包括正极、负极、电解质全部采用固态材料的锂电池, 图1为全固态锂电池的横截面图. 全固态电池在构造上比传统的锂电 图1 全固态锂电池的横截面图 Figure 1 Schematic of a laboratory-scale all-solid state cell

锂电池充电电路及原理简介

锂离子电池的原理及充电器 锂离子电池是前几年出现的金属锂蓄电池的替代产品，它的阳极采用能吸藏锂离子的碳极，放电时，锂变成锂离子，脱离电池阳极，到达锂离子电池阴极。锂离子在阳极和阴极之间移动，电极本身不发生变化。这是锂离子电池与金属锂电池本质上的差别。锂离子电池的阳极为石墨晶体，阴极通常为二氧化锂。充电时，阴极中锂原子电离成锂离子和电子，并且锂离子向阳极运动与电子合成锂原子。放电时，锂原子从石墨晶体内阳极表面电离成锂离子和电子，并在阴极处合成锂原子。所以，在该电池中锂永远以锂离子的形态出现，不会以金属锂的形态出现，所以这种电池叫做锂离子电池。 一、锂离子电池的充放电特性 500mAh的AA型锂离子电池的充放电特性曲线如图1。单只锂离子电池的充电电压最好保持在4.1V+50mV，充电电流通常限制在1C(500mA)以下，否则会造成锂离子电池永久性损坏。锂离子电池通常采用恒流/恒压充电模式，即先采用1C的恒定电流充电，电池电压不断上升，当上升到4.1V时充电器应立即转入恒压方式(4.1V+50mV)，充电电流逐渐减小，当电池充足电时，电流降到涓流充电电流。用此方法，大约两个小时电池可以充足(500mAh)。锂离子电池放电电流不应超过3C(1.5A)，单体电池电压不应低于2.2V，否则会造成损坏。采用0.2C的放电电流，电池电压下降到2.7V时，可以放出额定电池容量(500mAh)，采用1C的放电电流时，电池能够放出90%的电池容量，另外环境的温度对电池的放电容量也会产生影响，所以规定了锂离子电池放电时的温度为-20℃～+60℃。锂离子电池的一个特点是比较容易显示剩余电量，因为锂离子电池的工作电压随时间徐徐下降，锂离子电池放电起始电压为4.1V(4.2V)，放电终止电压为2.5V。 二、锂离子电池的优缺点 优点：1.工作电压高;2.体积小、重量轻、能量高;3.寿命长;4.安全快速充电;5.允许温度范围宽;6.放电电流小、无记忆效应、无环境污染。 缺点：1.与干电池无互换性;2.不能快速充电;3.内部阻抗高;4.工作电压变化大;5.放电速率大，容量下降快，无法大电流放电。 三、锂离子电池充电器 下面介绍一种新型的锂离子电池充电器模块PS1719，它采用恒流/恒压方式控制锂离子电池充电。恒流、恒压调整方便，以充电电流减小到最大电流(恒流)的15%作为充满判别基准，并终止充电。此外还有充电显示和充满显示功能。PS1719模块工作电压为9V，内部结构见图2。 图3给出了PS1719的典型电路图，按图可以组成简单且功能齐全的锂离子电池充电器。

全固态锂离子电池关键材料详解

全固态锂离子电池关键材料详解 全固态锂离子电池采用固态电解质替代传统有机液态电解液，有望从根本主解决电池安全性问题，是电动汽车和规模化储能理想的化学电源。 其关键主要包括制备高室温电导率和电化学稳定性的固态电解质以及适用于全固态锂离子电池的高能量电极材料、改善电极/固态电解质界面相容性。 全固态锂离子电池的结构包括正极、电解质、负极，全部由固态材料组成，与传统电解液锂离子电池相比具有的优势有： ①完全消除了电解液腐蚀和泄露的安全隐患，热稳定性更高； ②不必封装液体，支持串行叠加排列和双极结构，提高生产效率； ③由于固体电解质的固态特性，可以叠加多个电极； ④电化学稳定窗口宽（可达5V以上），可以匹配高电压电极材料： ⑤固体电解质一般是单离子导体，几乎不存在副反应，使用寿命更长。 固态电解质 聚合物固态电解质 聚合物固态电解质（SPE），由聚合物基体（如聚酯、聚酶和聚胺等）和锂盐（如LiClO4、LiAsF4、LiPF6、LiBF4等）构成，因其质量较轻、黏弹性好、机械加工性能优良等特点而受到了广泛的关注。发展至今，常见的SPE包括聚环氧乙烷（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚环氧丙烷（PPO）、聚偏氯乙烯（PVDC）以及单离子聚合物电解质等其它体系。 目前，主流的SPE基体仍为最早被提出的PEO及其衍生物，主要得益于PEO 对金属锂稳定并且可以更好地解离锂盐。然而，由于固态聚合物电解质中离子传输主要发生在无定形区，而室温条件下未经改性的PEO的结晶度高，导致离子电导率较低，严重影响大电流充放电能力。 研究者通过降低结晶度的方法提高PEO链段的运动能力，从而提高体系的电导率，其中最为简单有效的方法是对聚合物基体进行无机粒子杂化处理。目前研究较多的无机填料包括MgO、Al2O3、SiO2等金属氧化物纳米颗粒以及沸石、蒙脱土等，这些无机粒子的加入扰乱了基体中聚合物链段的有序性，降低了其结晶度，聚合物、锂盐以及无机粒子之间产生的相互作用增加了锂离子传输通道，提高电导率和离子迁移