聚合物电解质电导率的测试与评价

来源:钜大LARGE    2011-06-16 20:59:00    点击量:0

电解质必须具有较高的离子电导率,以满足锂及锂离子电池在实际应用中的工作电流要求。离子电导率和电极…电解质界面性能通常用交流阻抗技术测试、测定聚合物电解质离子导电率。测试电池用不锈钢对称电极时,典型的阻抗谱图。
SS/SPE/SS测试电池在进行交流阻抗实验时,对电池加一交流信号,电极交替充电,围绕电解质有一交流场,导致锂离子随着电压同相来回移动。锂离子移动的阻力可以用Rb来表示,即本体电阻。不移动的聚合物链在交变场作用下极化,为介电极化,用Cb表示。锂离子在交变场中移动,它们在每个电极上都交替地积累和消耗,每经过半循环,靠近电极的电解质处离子电荷堆集,这些电荷可被电极上等量的异性电荷平衡,每一个电极都像一个平行板电容器,用Ce表示。其等效电路如图6-11所示。
在高频区,电极电容导通,阻抗可略掉,本体电阻和电容对整个电极的阻抗有贡献,等效电路简化为只b、Cb组合的并联,阻抗谱图形式为圆弧。Rb、Cb都与电解质有关,因此交流阻抗谱图高频区反映的是电解质的信息。由于SS为阻塞电极,阻抗谱可等效为一电阻和电容串联电路,理想情况谱图应为垂直于实轴的一条直线,但由于电极表面粗糙、电解质不是均一体系及聚合物母体存在结晶相等因素影响,在高频区会出现弧线以及整条谱线发生倾斜现象。
R可从交流阻抗谱图直接读出,代人公式可得出离子电导率,室温下10-2~10-3S/cm是较为理想的,10-5S/cm以上是可以接受的。在表6-2及表6-4中列出了几种体系凝胶聚合物电解质的电导率。