Al momento, le batterie al litio secondarie commerciali su larga scala utilizzano generalmente elettroliti di carbonato organico liquido, ma perdite, infiammabilità, esplosione e altri problemi di sicurezza limitano l'ulteriore applicazione di questo tipo di elettrolita.
Gli elettroliti polimerici a stato-solido (ASPE) hanno i vantaggi di buone prestazioni di sicurezza, alta densità di energia, ampia gamma di temperature operative e durata del ciclo lungo, che è uno degli argomenti caldi nel campo della batteria del fosfato di ferro al litio . Gli Aspes di solito hanno eccellenti proprietà meccaniche e possono inibire la crescita del dendrite durante la ricarica e lo scarico degli elettrodi metallici di litio. Pertanto, gli Aspes hanno anche prospettive di applicazione molto importanti nel campo delle batterie in metallo al litio.
Vengono studiati diversi sistemi ASPE, tra cui sistemi a base di ossido di polietilene (PEO), sistemi a base di policarbonato, sistemi a base di polisilossano e sistemi di conduttore a singolo ionico polimerico.
Gli Aspes a base di PEO sono uno dei primi e più studiati Aspes. Tuttavia, la sua alta cristallinità rende difficile trasportare Li + a temperatura ambiente e la sua conduttività ionica è bassa. Pertanto, i ricercatori hanno sviluppato una serie di metodi per ridurre la cristallinità di PEO e aumentare la conducibilità ionica.
La struttura della spina dorsale ASPES a base di policarbonato contiene un forte gruppo di carbonato polare e uno stato amorfo a temperatura ambiente, rendendo il sale al litio più semplice la dissociazione e la conduttività ionica a temperatura ambiente generalmente più alta del PEO, è più potenziali materiali alternativi ASPE a base PEO.
Oltre ai polimeri a catena del carbonio, anche gli ASPE a base di polisilossano con temperature di transizione di vetro più basse sono di interesse per i ricercatori a causa della loro alta conducibilità ionica.
Nel processo di caricamento e scarico della batteria senza manutenzione LifePO4 , Li + è il vettore effettivo e la migrazione degli anioni negli elettroliti aumenta la polarizzazione di concentrazione del sistema di elettroliti. Pertanto, gli anioni non migrano e i conduttori di singolo ione al litio polimerico con numeri di mobilità Li + vicini a 1 sono anche Aspes di classe A con valore di ricerca.
Per quanto riguarda le prospettive dell'applicazione e la direzione di sviluppo futura degli elettroliti polimerici assoluti, la ricerca dei sistemi a base di PEO si concentra sullo sviluppo di sistemi compositi organici inorganici. La ricerca sui sistemi a base di policarbonato si concentra sullo sviluppo di miscele con altri polimeri, con l'enfasi sul sistema alchilico per migliorare le proprietà meccaniche del sistema. Per il sistema di conduttore di ioni di litio polimerico, l'attenzione è rivolta alla progettazione di nuovi sali di litio di polianione con conducibilità ionica più elevata.