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上述聚合物的分子设计均不外乎降低PEO主链或侧链的结晶度和玻璃化转变温度,促进富电子的醚氧原子与Li+之间的复合能力,以达到增大锂盐的解离度,提高聚合物电解质电导率的目的。然而,PEO的醚氧原子属于Lewis碱,它们与锂离子之间存在着强的Lewis酸碱作用,而与阴离子的相互作用则要小得多,因此,这样的分子设计必然是以牺牲部分锂离子的迁移能力来获得具有较高电导率的电解质的,这显然不符合获得高性能电池对电解质的要求。为此,需要设计一类不仅具有较高的介电常数,而且还具有缺电子结构的Lewis基团的新型聚合物。事实表明,在聚合物中引人缺电子的Lewis酸基团,可以捕获盐的阴离子,从而能够实现增加自由锂离子的数量和提高固态聚合物电解质电导率和阳离子迁移数的双重目的,获得具有良好电化学性能的聚合物电解质。利用低聚氧化乙烯与2,4,6-三甲苯基甲硼烷发生聚合可得到聚合物与多种锂盐形成的复合物在50℃时的电导率在3.05X10-5~5.22X10-6S/cm之间,锂离子迁移数可达0.35~0.5,表明缺电子的有机硼基团对阴离子有显著的捕获效应。锂离子迁移数可高达0.75,这一高的阳离子迁移数说明了具有较小空间位阻的硼氧环能够与阴离子之间发生更加有效的Lewis酸碱相互作用。
总之,通过对PEO分子的改性,可以合成具有低玻璃化转变温度的聚合物,使用这些聚合物制备的聚合物电解质的电导率,可以接近或达到低相对分子质量、液态四乙二醇二甲基醚电解质的电导率。然而,这样的固态聚合物电解质不仅在力学性能方面,而且在离子的电导率方面仍然不能满足锂离子电池的要求。虽然交联聚合物电解质具有满意的力学强度,但电导率偏低。这就是固态聚合物电解质难以取代锂或锂离子电池中液体电解质的主要原因。因此,为了实现聚合物电解质在锂电池中的应用,必须进一步寻找合成聚合物电解质的新途径和新工艺。
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