二次电池能量密度要求提升 推动凝胶聚合物电解质（GPE）研究成果增多

　　凝胶聚合物电解质（GPE），形态介于液态电解液与固态电解质之间，分子呈现交联的空间网状结构。凝胶聚合物电解质以聚合物为基体，孔隙中充满电解液溶剂，从而形成凝胶状。

 

　　锂离子电池是目前二次电池市场中的主流产品，具有能量密度高、循环寿命长等优点。为满足新能源汽车长续航里程需求，锂离子电池的能量密度要求仍在不断提高。可以采用高电压电极材料来提升锂离子电池的能量密度，但传统有机电解液在高电压下循环稳定性差，因此，电解液电化学窗口拓宽极为重要，需要开发新型电解液。

 

　　凝胶聚合物电解质可以采用聚氧化乙烯（PEO）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚丙烯腈（PAN）等聚合物为基体，采用N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、1,4-丁内酯（GBL）、碳酸二乙酯（DEC）、聚乙二醇（PEG）等为电解液溶剂，此外成分中还包括盐，例如锂盐、钠盐等。凝胶聚合物电解质的相复杂，包括结晶相、非晶相、液相三种。

 

　　二次电池电解液技术发展主要有三条路线，分别是水系电解液、固态电解质、凝胶聚合物电解质，其中，凝胶聚合物电解质拥有独特性能。

 

　　根据新思界产业研究中心发布的《2025-2030年中国凝胶聚合物电解质（GPE）行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示，与液态电解液相比，凝胶聚合物电解质高温性好，可以降低液态电解液存在的泄露、燃烧、爆炸风险，具有固态电解质安全性高的优点；与固态电解质相比，凝胶聚合物电解质离子电导率高，低温下离子传输动力学较好，具有液态电解液充放电效率高的优点。

 

　　但凝胶聚合物电解质也存在一些缺陷，例如存在固态电解质存在的高电压下界面兼容性较差问题，锂枝晶生长问题虽然优于液态电解液但依然存在，与液态电解液相比离子电导率较低。因此，凝胶聚合物电解质性能需要持续优化。

 

　　新思界行业分析人士表示，2025年3月，上海交通大学、齐鲁工业大学、上海空间电源研究所团队共同报道了一种生物启发型凝胶聚合物电解质，使高能量密度锂金属电池能够在-30℃到80℃的宽温度范围内稳定工作。2025年3月，中国科学院青岛能源所团队开发了一种新型智能凝胶聚合物电解质（PCIE），富含-CN、-NCO和脲基团，可形成稳定的电极/电解质界面层，抑制副反应，为钠离子电池的安全性和循环寿命提升提供了新思路。

 

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