制备高性能复合聚合物电解质的关键

来源:钜大LARGE    2011-06-11 16:49:00    点击量:0

无机粒子种类繁多,结构复杂,不同性质的无机粒子改善聚合物电解质导电性能的机理可能是不同的,因而选择合适的聚合物和无机粒子是制备高性能复合聚合物电解质的关键。如在固态聚合物电解质中加入SiOz后,Si02表面的极性基团(如硅烷醇)易于与聚合物(如PEO)形成氢键和发生偶极相互作用,这种相互作用使聚合物链间交联,聚合物结晶度下降;也可能这种相互作用起到了增塑剂的作用,为锂离子的迁移提供了通道。无机填料颗粒的比表面积越高,相互作用就越强,体系中的非晶态就越稳定。另外,Si02颗粒可以吸附固态聚合物电解质中的痕量水分,减少了界面反应,可以提高电解质与电极的界面稳定性。在一些无机氧化物粒子的表面往往存在着Lewis酸(或碱)中心,这样的填料与固态聚合物电解质中的聚合物和盐之间存在着或强或弱的相互作用。如果氧化物粒子能够与PEO的醚氧原子发生Lewis酸、碱相互作用,该种填料有利于降低PEO的结晶度,提高复合聚合物电解质热稳定性和力学稳定性;如果氧化物粒子能够与盐的阴离子发生Lewis酸、碱相互作用而生成复合阴离子,则有利于提高复合聚合物电解质的阳离子迁移数。对无机填料提高复合聚合物电解质中阳离子迁移数的原因也有人认为,无机粒子虽然提高了聚合物的玻璃化转变温度,抑制了聚合物链段的运动,但也同时增加了离子通过跃迁机理而传导电流的能力,与通过聚合物链段弛豫而传输离子的机理相比较,前者更有利于小离子在固体电解质中的迁移,故锂离子迁移数得以提高。