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1.1锂电池聚合电解质技术总体分析

通过佰腾专利数据库检索，检索词“锂电池 聚合物电解质”，与锂电池聚合物固态电解质关联的专利技术有430项。专利申请量总体呈上升趋势，自2015年开始专利申请量快速增加，有较多的企业和科研机构进入。

2.1聚合物复合固态电解质技术路线

聚合物电解质作为固态锂电池的核心材料之一，是固态锂电池研究的重要发展方向之一，要将全固态聚合物电解质真正成功地应用在商业锂电池中，其应该满足以下几点要求：

（1）室温离子电导率大于10-4S/cm；

（2）锂离子迁移数接近1；

（3）优异的机械性能；

（4）接近5V的电化学窗口：

（5）良好的化学热稳定性；

（6）具有环保简便的制备方法。

聚合物电解质的发展经历了纯固态聚合物电解质、凝胶聚合物电解质、复合凝胶聚合物电解质。目前固态聚合物电解质得到了大幅改进，包括共混、共聚、开发单离子导体聚合物电解质、高盐型聚合物电解质、加入增塑剂、进行交联、发展有机/无机复合体系。通过这些改性，聚合物电解质的综合性能得到了很大提升，但可以看到未来能够商业化的聚合物电解质必定不能通过一种改性方法获得，而是多种改性手段的复合。目前最适合的生产技术是聚合物、锂盐、小分子增塑剂、纳米填料、多孔填料复合制备复合凝胶聚合物电解质。

许晓雄博士把氧化物和硫化物电解质与PEO复合取得了很大的成功，制造出钴酸锂正极固态电池，密度达到260-280wh/kg；中科院青能所采用聚碳酸丙烯酯电解质，是世界首创，正极是三元622，密度达到了300wh/kg。为聚合物电解质商业化的应用奠定了基础。

聚合物电解质不但易于加工，而且可以与多种锂盐、快离子导体复合，改性空间大，易于规模化生产。开发以聚合物为基础的聚合物电解质具有良好的市场和商业价值。

2.2锂电池聚合物固态电解质生产技术

（1）将聚合物、锂盐、快离子导体、无机纳米填料、增塑剂分散搅拌均匀；

（2）挤出机热挤出成片，经压辊热压平整，在基材上贴合固定，卷取，得到聚合物电解质膜。

2.3 主要设备配备

2.4 主要原料供应

（1）聚合物：聚氧化乙烯（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚甲烯丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯；

（2）锂盐：锂盐用于聚合物电解质，通过增加锂盐的含量，能够增加载流子的数目，以及产生新的离子传输通道，从而提高离子电导率以及锂离子迁移数。六氟磷酸锂（LiPF6）、高氯酸锂(LiClO4)、双草酸硼酸锂(LiBOB)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)、三氟甲磺酸锂(CF3SO3Li)、双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)；

（3）快离子导体：快离子导体选用无机固态电解质（分为氧化物和硫化物），其能直接参与离子传输，提供锂源，进一步提高离子电导率。如石榴型镧锆氧氧化物电解质、Li2S-P2S5硫化物电解质；

（4）增塑剂：聚乙烯醇、甘油、乙二醇、邻苯二甲酸二丁酯、碳酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯；

（5）无机纳米填料：二氧化钛、二氧化硅、氧化铝；

（6）多孔无机填料：二氧化硅气凝胶、气相白炭黑；

（7）支撑膜：聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、聚四氟乙烯无纺布、纤维素无纺膜、芳纶无纺膜、聚芳砜酰胺无纺膜、聚丙烯无纺膜。

3.1锂电池固态电解质相关标准

国家标准：GB/T 24533-2019《锂离子电池石墨类负极材料》；

国家标准：GB31241-2014《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》；

团体标准：《固态锂电池用固态电解质性能要求及测试方法 无机氧化物固态电解质》；

团体标准：《固态锂电池用固态电解质性能要求及测试方法 聚合物及复合固态电解质》。

3.2产品性能指标

聚合物复合固态电解质膜性能指标

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