研究中。特别是，聚合物电解质由于没有挥发性有机溶剂安全性更高。在接下来的两部分中将介绍固体聚合物锂离子电池和凝胶聚合物锂离子电池，其重点是它们对隔膜和电解质的要求。
6.2. 锂聚合物电池
由于锂聚合物电池的理论容量高，因此长期以来它们被视为一种理想技术，来应对一些未来的应用，如备用电源和电动汽车，用于常温二次锂电池的聚合物电解质的研究和开发也在也在一直进行中。由于过去20年该领域的快速发展，因此产生了大量的专题论文和评论杂志。这些聚合物通常是聚醚、聚环氧乙烯（PEO）、聚苯醚（PPO）。
固态聚合物电解质在二次锂电池中有两个方面的作用，其一是发挥普通电解质的作用，即作为传递离子的介质，其二是起到隔膜的作用，将阴极和阳极隔开。因此，聚合物电解质必须具备足够的机械性能，以能够承受极片叠片间压力及二次电池在充放电循环中由尺寸变化所引起的压力。
锂聚合物电解质是通过在PEO中溶解一种锂盐LiX（X最好是一种柔性的阴离子）形成的，作为隔膜在二次锂电池中得到了很好的应用，由于这些聚合物的电阻相对较高，因此需要采用较薄的膜。例如：PEO-Li盐复合物的导电率在100℃时依然只有水溶液的1/100。
具有合适的导电率、机械性能和电化学稳定性的聚合物电解质还没有进行研发和实现大规模商品化，实现这些材料的成功应用需要解决的主要问题是材料与金属电极界面间的活性及在70℃下材料导电率的下降。Croce等人找出了一种可以实现上述目标的有效方法，该方法为：将细小陶瓷粉末分散到聚合物电解质中，他们声称这种新型的“纳米复合聚合物电解质“”具有稳定活性的锂电极界面和良好的机械性能，并提升了低温条件下的导电率。Fanet等人也研制了一种新型复合材料，该方法是通过向低分子量的PEO中分散干燥的二氧化硅。
Appetecchi等人报道了凝胶聚合物电解质，该材料是通过向基质中混入陶瓷粉末（如Al2O3）制得的，基质由含有聚合物（丙烯腈）网状结构的锂盐溶液形成的，这些新型凝胶聚合物电解质具有较高的导电率、更宽的电化学稳定范围，尤其是在常温下优异的化学性能。Kim等人将聚偏氟乙烯-六氟丙烯和聚丙烯腈的混合物作为基质，来获得高导电率和良好的机械性能，对于没有混入无机填料的多孔膜，聚丙烯腈能够提高它的机械性能和结构刚度，由于孔隙率的提高及膜对电解质溶液良好的亲和性，因此导电率得到了提高。
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6.3. 锂离子凝胶聚合物电池
固体聚合物电解质可以提高电池的安全性，但其在常温下较低的导电率限制了它在需要在常温环境中具有高导电率的锂离子电池中的应用，相反，液体电解质在较宽的温度范围内具有良好的性能，但它存在着电解质泄漏的风险。介于固体高分子电解质和液体电解质之间的是混合聚合物电解质，继而产生了凝胶聚合物锂电池。凝胶电解质是一个双组份体系，即由聚合物基质和液体电解质膨胀形成。锂电技术中的凝胶高分子电解质兼备液体电解质（高导电率）和固体聚合物电解质（消除泄漏问题）的优良特性。
凝胶聚合物锂电池采用先进的聚合物电解质膜取代了普通的液体电解质，由于凝胶电解质不能自由流动，因此可以用轻塑料进行包装，并可以装配成任意形状和尺寸。目前它们正在逐步替代液体电解质锂电池，一些电池制造商已开始商业化生产，如三洋、索尼、松下。Song等人近来审查了锂电池中凝胶聚合物电解质的现状，他们的研究重点是四种电解质塑料材料，即聚环氧乙烯（PEO）、聚丙烯腈（PAN）、聚甲烯丙烯酸甲酯（PMMA）、和聚偏氟乙烯（PVDF）。
凝胶聚合物锂离子电池也被称为塑料锂离子电池（PLION），是由贝尔通信研究所（现在的Telcordia Technologies）研发的，在这种电池中，Gozdz等人研制了一种基于聚合物电解质的微孔结构PVDF-HFP层，它兼备隔膜和电解质的作用。在PLION电池中，阳阴和阴极极片压合在凝胶膜的两侧，因为所有的这样三层结构中都含有大量的聚偏氟乙烯共聚物，该共聚物在压合步骤融化粘结，所以电极间的亲和性可能会较好。
PLION电池用的PVDF-HFP膜是76.2um厚的，并且机械性能不好。据报道说PLION电池中影响比率极限的主要因素为膜厚，通过将膜厚降低到与采用液体电解质结构中的膜厚相当时，可以显著提高这些电池的比率容量，此外，由于缺乏闭孔功能，膜对电池的安全性没任何贡献。Park等人报道了膜内的HFP含量对电池性能没有显著影响。已证实贝尔通信研究所的工艺是个一流的实验室工艺，但难以实现规模化生产。
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图13. 涂覆PVDF的Celgard三层膜的内阻与温度的关系曲线，加热速率：60℃/min
为了克服聚合物和凝胶聚合物电解质较低的机械性能，浸渍着凝胶聚合物电解质（如PVDF，PVDF-HFP和其他的凝胶）的微孔膜已被开发为锂电池内电解质材料。涂覆和填充凝胶的膜具有一些特性，这些特性是纯粹凝胶电解质膜所不具有的，举例来说，与纯粹凝胶电解质膜相比，它们能够更好的防止内部短路，并且还可以减小电解质层的总厚度，此外在电池过充的条件下，具有一些隔膜的性能，在特定温度下闭孔，使电池失活。
图13显示了涂覆PVDF的Celgard三层膜的闭孔行为，在130℃时内阻急剧增大，认为发生闭孔。PVDF涂层应该是多孔的，并且不能堵孔，以保持导电率不变。图14为涂覆PVDF膜的电镜照片。Celgard 3300横截面的扫描电镜图显示，涂层是多孔的，并且没有堵塞PP表层的孔。
图14. 锂离子凝胶高分子电池用涂覆PVDF隔膜的扫描电镜图：（a）、表面电镜照片，（b）、
涂覆三层膜的横截面电镜照片，（c）、PVDF涂层的横截面电镜照片
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Abraham等人最先倡议用锂盐溶液浸润市场上的微孔聚烯烃隔膜（如Celgard），在光可聚合单体和非挥发性电解质溶剂中进行。由于聚合物粘合剂的堵孔现象严重和塑料材料电解质的低导电率，因此导致电池呈现较低的放电速率。Dasgupta和Jacobs获得了 “bonded-electrode”锂电池制造工艺的专利，在该种电池中，微孔膜和电极是经过液体电解质溶液的涂覆，如三元乙丙橡胶聚合物，然后升高温度和提升压力，进行粘合。这种方法要求电池装配过程应该在严格的无水条件下进行，而创造这种条件的成本较高。
由摩托罗拉和三菱电池研究人员提出的最新方法虽然在具体实施细节上不同，但它们基本都采用相同的结构特征，在膜中应用粘结剂层，用来粘结电极和膜。在第一个实例中，把液体电解质作为一种原位PVDF增塑剂。最近，索尼的研究人员描述了一种薄的、液体“electrolyte-plastivized”聚丙烯腈层，该涂层可以作为有效的离子导电粘结剂，直接作用于电极或膜的表面。另外，三洋的研究人员在未封口的包装电池中向凝胶、固态、液体的电解质中加入热的聚酯添加剂。
通过增强机械稳定性和导电性，陶瓷填料（例如：Al2O3，SiO2，TiO2）可以极大地影响高分子电解质的特性和性能，Prosini等人把γ-LiAlO2、Al2O3、和MgO作为填料加入PVDF-HFP基质中，制得锂电池用多孔膜。膜上的MgO能够使阴极和阳极充分兼容。
Liu等人通过铸造的方法成功地做出了PVDF-HFP混合凝胶电解质，他们发现，当PE的质量分数超过23%时，在PE的熔融温度附近，经过几个重要步骤，混合凝胶电解质的电阻会急剧增大。扫描电镜图片显示，在PE的熔融温度附近，即停止离子转移的温度下，PE微粒熔融并形成一层连续的薄膜，混合凝胶电解质的这种闭孔特性能够防止电池在滥用情况下失控。同样地，Kim等人制得了PEO涂覆膜，该膜是通过在微孔PE膜上涂覆PEO得到的，PEO涂覆膜比基膜具有更高的离子导电性。Kim等人通过在微孔PE膜（旭化成，25um，透气率：40%）上涂覆PEO和PEGDMA(甲基丙烯酸聚乙二醇酯)制得聚合物电解质。上述结果显示：涂覆微孔膜的PEO和PEGDMA的相对质量比例决定着电解质溶液的吸收特性及离子导电性。
6.4. 一次锂电池
由于锂电池的突出性能和显著特性，它在很多领域的应用正在不断增多，这些领域包括照相机、记忆备份电路、安全设备、计算器、手表等。最初的应用是在20世纪70年代早期，主要用于军工领域，但自此之后，应用大量化学反应的锂电池被设计成各种尺寸和结构，并用于其他的应用领域。由于锂电池具有高电压、特定的高能量、良好的能量密度、稳定的放电特性、良好的低温性能和超长
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的使用寿命，它们具有很大的吸引力。
适用于许多不同类型的化学反应的 锂电池，都是把锂作为阳极，除了阴极材料、电解质和化学反应不同外，在设计和其它的物理和机械特性方面也不同。锂电池可以划分为几个不同的类别：根据电解质和阴极材料的类型划分的液体阴极电池（例如：SO2，SOCl2，SO2Cl2），固体阴极电池（例如：V2O5，MnO2，(CF)n，FeSx，CuO），固体电解质电池（I2(P2VP)）。LiI2是电池反应中唯一的产物，且LiI在原位成膜。在大型圆柱形电池中，日常用电池中主要应用下列三种反应：Li-MnO2，Li-CFx，Li-FeS2。特定尺寸的Li-MnO2和Li-CFx电池是3V电池，并且通常用于照相机、安全设备和工业品等，Li-FeS2电池是一种替代碱性和C/Zn电池的1.5V电池。
由于上述电池中的绝大部分对隔膜的要求是相似的，所以没有得到对隔膜的具体要求。我们接下来在这部分将对少数几种电池进行简短的讨论来描述对隔膜的要求。 6.4.1. 隔膜的指标
与二次锂电池相比，一次锂电池对隔膜性能的要求一般要低，由于没有充电过程，所以有助于一次锂电池避免产生电化学沉积物（如：枝晶）和生成氧化物。由于阴极是由光滑的锂金属片制成的，所以对机械强度的要求更低，另外，因为一次锂电池只有在电池温度超过180℃（锂的熔融温度）时才会发生热失控现象，所以膜的闭孔行为也不是必不可少的。基本要求非常简单：低阻抗，薄，高强度，低收缩率，相对较小的孔尺寸和无缺陷。和锂离子电池用隔膜一样，一次锂电池也要求隔膜的性能应该一致。
在一次锂电池中最常用的膜为由Celgard制造的单层PP膜，如表8所示
表8. 一次锂电池用隔膜及其主要性能
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