聚氨酯基聚合物电解质的应用进展

摘要

随着人类社会经济和科学技术的迅猛发展,能源巨大消耗为人类生产生活带来了潜在的压力,解决能源的高效转化和储存问题迫在眉睫,新型能源转化和储存器件的研究及开发已成为当前的研究热点。以聚合物为基体材料的聚合物电解质赋予了电解质更高的强度和更优良的柔韧性,使二次电池和超级电容器在柔性可穿戴设备领域展现了巨大的应用潜力。聚氨酯由不相容"软段-硬段"的两相结构构成,软段呈橡胶态,赋予材料一定的柔韧性,而由极性基团形成的分子硬段呈玻璃态,可以作为分子间的物理交联点。聚氨酯展现出从"刚性塑料"到"弹性橡胶"的广泛性能调控性,具有优良的分子可设计性,是聚合物电解质的重要基体材料之一。聚氨酯可以通过分子设计、增塑改性、复合改性等手段提升聚合物电解质的综合性能。随着研究的不断深入,聚氨酯的分子结构设计和改性方法不断增多,因此,聚氨酯基聚合物电解质的综合性能也不断提升,从而使其能够广泛应用于锂离子电池、固态超级电容器等柔性储能器件之中。本文根据聚氨酯基电解质的组成结构差异,综述了应用于电化学器件的聚氨酯基聚合物电解质的国内外研究进展,着重介绍了聚醚型聚氨酯基聚合物电解质、聚碳酸酯型聚氨酯基聚合物电解质、共聚改性(聚硅氧烷改性、丙烯酸酯改性)聚氨酯基聚合物电解质及复合改性聚氨酯基聚合物电解质,并展望了聚氨酯基聚合物电解质未来在电化学储能元件领域的发展前景。