离子电导率是锂电池电解质的关键性能,而力学性能则是基本表现形式。
提高聚合物锂电池电解质膜(GPE)离子电导率的方法是:选择介电常数较大、结晶度低、电化学性能稳定、热稳定性好的聚合物,如聚偏氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等。采用具有大阴离子、利于电荷分散的锂盐如等;增塑剂选用介电常数较大,与聚合物相容性好的低聚物或有机溶剂,如PC,EC等,同时,必须优化锂盐、聚合物和增塑剂的配比。
GPE既可作电解质膜,又可以作粘结剂,其力学性能包括形成膜的强度和粘结性能。一般可以将线性聚合物交联形成网状结构,也可以在GPE中加入10%(质量分数)以下的惰性超细填料;另外,可采用聚合物共混或共聚。这类GPE具有两相结构,增塑剂含量多的形成连续的导电相,提供离子导电通道,该相中的聚合物与增塑剂相容性好,如NBR,PVP, PMMA,PAN等,另一相中增塑剂含量少,主要起骨架支撑作用,该相中的聚合物与增塑剂相容性差一些,如SBR,PB,PVC等,在制备GPE时,必须调整两相的相对比例,既保证GPE具有良好的离子导电性,又保证了制备的锂离子电池具有良好的力学性能。