无机纳米粒子与聚合物之间相互作用形成的晶粒间界效应的作用
固态聚合物电解质的电导率与其玻璃化转变温度密切相关,降低玻璃化转变温度有利于离子在聚合物电解质中传输。然而,对复合聚合物电解质的研究却表明电导率在某种程度上随玻璃化转变温度的升高而上升,其原因涉及到了无机纳米粒子改善固态聚合物电解质导电性能的机理问题。虽然目前对无机填料与聚合物之间的相互作用还不十分清楚,但通常认为无机纳米粒子与聚合物之间相互作用形成的晶粒间界效应对固态聚合物电解质导电性能的提高起着关键的作用。晶粒间界效应产生于无机纳米粒子表面高浓度的缺陷位点,可以通过聚合物与无机粒子之间的相容性得以确定。晶粒间界效应一方面可以引起无机粒子与聚合物以及锂盐之间的相互作用,导致聚合物的构象转变和结晶度降低,促进盐的解离度增加和离子聚集体减小;另一方面也会在聚合物—无机粒子界面上形成一种电导率较高的覆盖层,为离子在聚合物电解质中的迁移提供更多、更快的路径。
电导率的固体无机物(如子A120,、RbAg41s)具有更快的离子传输通道,活性的填料(如Li:N、7-LiAl02)比惰性的填料(如SiOz、AlzOs)具有更大的晶粒间界效应。