动态键逾渗模型
准热力学模型可以在较大的沮度范围内很好地描述体系的传抽性质(如电导、钻度和扩散)与沮度之间的依救关系,然而它们都是对体系静态行为的描述,不能从徽观上解决体系的动态性质、传输的速率和机理问题,也不能够说明各种因素(如离子大小、离子对、离子极化能力、溶剂化作用强度、离子浓度、聚合物结构、聚合物分子链长度等)对固态琅合物电解质中电导行为的影响。为此,Ham-mersley在辞态逾渗理论基础上建立了动态键逾渗模型 (dynamic bond percolationmodel) 。该模型认为,若邻位有一空位的话,琅合物中的离子就可以发生跃迁。并且认为正是康合物链段的运动,产生了一种不断变化的基质环境,也就为离子的传拍不断提供可利用的空位。利用标准的一级化学动力学,该模型规定了级流子的运动。
位置j跳跃至位置i的速率。跳跃在最邻近的位置间进行,且其速率是随机的,Wij可取两个值,Iu是相邻位置间跳跃的速率;f为某一晶格上随机可利用的键的概率。键逾渗理论就在于计算出在这一给定的晶格上载流子的运动速率。这样就存在一逾渗阈值fc,若f>fc,就会产生一个相互连接的通路,该通路从晶格的一边跨越至另一边,导致直流电流的通过;若f<fc,连续的通路不存在,导致无直流电导率。事实上,聚合物链段的运动在使得阳离子变换配体的同时,也可使得阻塞的通路变得畅通,导致离子发生迁移,即在等待,时间后,阻塞的通路就可能变得通畅。因此,动态键逾渗理论认为,可利用的键的数目低于逾渗阈值人时,电导即可进行。可见,弛豫时间,、跃迁速率和跃迁概率是该理论描述离子运动的基本参数。动态键逾渗理论模型解决了聚合物链的运动与离子运动的关系,阐明了传输过程中组分间的相互作用,并表明了固态聚合物电解质的力学性质和电导率是密切相关的。然而,该模型在处理具有离子—离子、离子—聚合物等复杂相互作用的电解质体系时尚有许多有待改进的地方。