ИСТИНА

Создание твердотельных аккумуляторов на основе полимерных электролитов является актуальным направлением, позволяющим преодолеть недостатки обычных литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) [1]. Основной проблемой ЛИА является выбор электролита, способного работать в экстремальных условиях без потери производительности и снижения ёмкости аккумулятора. Твердые полимерные электролиты (ТПЭ) представляют собой растворы солей металлов в полимерном материале-основе без добавления органических растворителей. ТПЭ характеризуются широким интервалом рабочего напряжения, повышенной термической устойчивостью, высокими числами переноса катионов и значительно упрощают архитектуру батареи за счет совмещения функции электролита и сепаратора. Ключевую роль в работе ТПЭ играет полимерная основа, обеспечивающая транспорт ионов в системе. В научной литературе наиболее широко представлены материалы по использованию полиэтиленоксида (ПЭО) в качестве полимера-основы, однако в качестве альтернативы возможно использовать различные классы полимеров с функциональными группами, способными к координации ионов лития [2]. В данной работе для создания ТПЭ использовали смесевые полимерные композиции на основе поливинилиденфторида и поли-2-гидроксиэтилметакрилата, имеющие полярные C-F группы, атомы кислорода эфирной, карбонильной и гидроксильной групп, способные участвовать в образовании координационных связей с ионами лития, с добавлением солей LiPF6 или LiFSI. Изучено влияние содержания полимеров и вида солей лития на особенности формирования и морфологию поверхности твердых полимерных электролитов. Определен оптимальный состав полимерных композиций, обеспечивающий достижение ионной проводимости на 2 порядка выше, чем ТПЭ на основе отдельных полимеров. Зависимости ионной проводимости ТПЭ от температуры имеют линейный характер и описываются законом Аррениуса: при 25°С ионная проводимость составляет до 3*10-3 См/см, при 80°С – до 1*10-2 См/см. Показана работа электрохимических ячеек LiFePO4/ТПЭ/Li при комнатной температуре на скоростях до С/3 и при нагревании – до 1С.