半互穿网络纤维素凝胶电解质的制备及电化学 性能的研究
摘要
科技进步伴随着人们对生活水平的要求提高，也因此越来越多的自然资源被人们开发利用来实现更加便利的生活。但是过度的使用能源，对我们的生态环境造成了一定的污染，从而引起一系列的环境问题，如温室效应、全球海平面上升。而锂电池作为一种现代便携能源设备，其传统的液态电解质存在漏液、高温下不稳定、电极之间存在分解反应并且有机溶剂沸点较低、具有易燃性等安全问题。其电解液的泄露也会对环境造成污染。本实验的研究目的在于如何更好的应用地球上的可再生的绿色资源——纤维素，来制备绿色纤维素凝胶电解质薄膜以期代替传统的液态电解质。解决传统锂电池液态电解质在高温下使用易燃、漏液等安全问题。并且纤维素是来源于木材等植物和细菌的可再生生物质能源，是地球上最丰富的有机聚合物、天然高分。纤维素基新型生物基纳米复合材料的发展，优化了资源利用，减少了对化石能源的依赖性。以生物基材料为原料的纤维素衍生物具有可再生和可降解的优点，不仅可以使锂电池更加环保，其在安全性、力学柔性、粘弹性和易成膜方面更是有诸多优点。纤维素凝胶电解质作为未来理想的锂电池的电解质材料，科研人员对其进行了各种探索，以期能制备出具有在室温下性能超过目前液态电解质性能的纤维素基电解质材料。
关键词：锂电池、纤维素、凝胶电解质
1.锂电池的介绍
1.1锂电池的现状
便携电子产品是人们现今生活中必不可少的伙伴，为了提高其便携性，满足人们对电子产品使用的期望，储能材料和新技术的开发是如今研究的热点方向。锂离子电池作为如今最广泛使用的移动储能技术，具有电压高、无记忆效应、能量密度大、循环寿命长和污染小的特点[1-5]。但是随着锂离子电池技术的快速发展，不仅是便携设备的储能要求越来越高，在其他行业如新能源汽车、电动汽车行业，及储能材料快速发展的背景下，锂离子电池产业发展繁荣。但是近年来安全事故频发，不仅是山寨和三无产品存在这个问题，不少大品牌的产品也有电池电解液泄露或是电池内部发生短路引起燃烧爆炸的安全事故发生，如图1-1所示，三星手机自燃，苹果手机在充电时燃烧。近期，新能源汽车自然爆炸的事件也是层出不穷，且绝大多数都是由于储能电池短路等问题引起的。
图1-1 三星锂电池自燃
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