聚合物电解质不但具有较好的导电性，而且具有高分子材料所特有的质量轻、弹性好、易成膜等特点，在一定程度上符合化学电源质轻、安全、高效、环保的发展趋势，因此成为近几年化学电源研究和开发的热点。
不同种类电解质及其锂离子电池体系的性质对比
聚合物电解质的构成
聚合物固态电解质(SPE)由聚合物基体和锂盐构成，具有黏弹性好、机械加工性能优等特点。常用的锂盐有LiPF6，LiTFSI，LiClO4，LiAsF4和LiBF4等，SPE基体包括聚环氧乙烷（PEO）、聚硅氧烷和脂肪族聚碳酸酯等。
聚合物电解质的离子电导率
环氧乙烷（PEO）基聚合物电解质
目前主流的固态聚合物电解质仍以PEO及其衍生物为主，主要是因为PEO对金属锂稳定，并且可以更好地解离锂盐。但是固态聚合物电解质中离子传输主要发生在无定形区，而室温条件下未经改性的PEO的结晶度高，导致离子电导率较低，处在10-7S/cm的数量级，同时锂离子迁移数也很低（0.2~0.3），严重影响电池大电流充放电的能力。
聚环氧乙烷（PEO）的结构及其导电机理
解决PEO结晶的最为简单有效的方法是对聚合物基体进行无机粒子杂化处理，无机粒子的加入扰乱了基体中聚合物链段的有序性，从而降低其结晶度，同时聚合物、锂盐、无机粒子之间产生的相互作用增加了锂离子传输通道，提高了电导率和离子迁移数，无机粒子填料还可以起到吸附复合电解质中的痕量杂质（如水分）、提高力学性能的作用。目前研究较多的无机填料包括MgO、Al2O3、SiO2等金属氧化物纳米颗粒以及沸石、蒙脱土等。
上述方案可以提高锂离子电导率，但是界面问题却不能得到满意的解决。北京师范大学化学学院的李林教授及其课题组通过可控阳离子聚合这一方法，创新性地开发出一种超薄聚合物固态电解质膜。所制备的超薄固态聚合物电解质膜厚度可小于10μm，具有良好的强度和韧性，与电极间界面接触良好，室温离子电导率接近10-4S/cm，可实现“卷对卷”规模制造。同时，聚合物电解质薄膜与金属锂的界面稳定性佳，能有效地保护金属锂负极，提高金属锂电池的循环寿命。实验室将其应用于Li-S、Li-LiFePO4以及Li-NCM等固态电池体系中，在0.5C充放电条件下，可获得稳定的循环性和较高的比能量密度。
Fig. 1. (a) The surface and (b) cross-sectional morphologies of solid polymer electrolyte membrane. (c) The cycle performances and (d) charge/discharge curves of Li-S batteries with solid polymer electrolyte membrane.
来源：中国粉体网
