两亲聚合物―锂盐电解质

来源:钜大LARGE    2011-06-14 20:01:00    点击量:0

若将PEO-锂盐复合物限定在单层内形成低维的PEO-锂盐复合物体系,不仅可以为离子在电极间迁移提供更加通畅的隧道,而且还可以有效地抑制离子聚集体的形成,削弱离子的稳定作用,提高离子的传输能力,从而获得高电导率的电解质。为此目的,人们合成了具有如下结构的两亲聚合物:其中,n为氧化乙烯重复单元的数目;R为烃基。虽然已经研究了具有不同”和尺的聚合物和它们形成的共聚物,但最为广泛研究的为n=5和R=C16H33的聚合物,记作C16O5。显然,这样的聚合物是由疏离子(亲脂)的烃链和亲离子的醚氧链构成的两亲聚合物,其中长烷基链可以通过交错对插而簇集在一起形成疏离子层,亲离子面则由螺旋的醚氧链构成,这些结构特征使得该聚合物呈现层状结构,类似于两亲离子的近晶状液晶相结构。
像PEO一样,当该聚合物与锂盐形成复合物时,锂离子穿插进入氧化乙烯螺旋链内,由于链内包含与离子作用较弱的苯环,锂离子在这样的链内迁移的能垒要比在PEO链中小得多;而阴离子占据氧化乙烯螺旋链间的空间,且受氧化乙烯的影响较小,阴离子基本上可以“自由”迁移。C16O5电解质是对5个氧化乙烯单元构成的P(EO)3LiX复合物体系的模拟,具有结构有序和低维的特点,处在亲离子层的离子被疏离子的栅栏层分割,能够为离子的迁移提供了低阻力的隧道,并能使聚合物电解质表现良好的低温性能。