离子液体与聚合物复合电解质

来源:钜大LARGE    2011-06-18 12:09:00    点击量:0

聚合物电解质的电导率很低,在其中加入离子液体可以显著提高电解质的电导率。制备方法是直接将离子液体与聚合物电解质混合,离子液体作为聚合物电解质的溶剂,也可以在单体中引入离子液体的结构(通常为阳离子),得到离子导电性高分子。
采用室温离子液体作为聚合物电解质的溶剂时,为提高体系的电导率,离子液体本身的黏度不宜过大,也应具备与聚合物电解质优良的相容性,因此,通过调节离子液体阴、阳离子的化学结构来控制离子液体的这些性能可以得到高导电性的离子液体—聚合物复合电解质。譬如,1—甲基—3—乙基咪唑二氰基亚胺盐(EMI-DCl)与聚2—丙烯酰胺基—2—甲基—1—丙基磺酸锂(PAMPSLi)直接混合,可以同时提高聚第7章室温离子液体电解质合物电解质的电导率和锂离子迁移数。这是因为N(CN)2能够与锂离子相互作用,同时离子液体作为介电常数很高的介质,屏蔽了聚合物上的电荷与锂离子之间的离子相互作用。
含有乙烯基的离子液体通过偶氮二异丁腈引发乙烯基的自由基聚合,可以得到离子液体—聚合物电解质,但聚合后体系的电导率大大降低,在体系中加人二(三氟甲基磺酰亚胺)锂能够将体系的电导率提高10倍。
Shin等考察了40~C下LiFeP04在P13—TFSI离子液体与P(EO)20LiTFSI聚合物电解质组成的复合电解质中的电化学性能,发现[P(EO)z。LiTFSI十PYRl3TFSl]复合物电解质40~C时的电导率为6X10-*S/cm。Li/LiFeP04电池在其中的恒电流充放电曲线如图7—30所示。可见,LiFeP04的首次放电容量达150mA·h/g,经过240次循环后仍能保持86%的可逆容量,每次循环的容量损失不超过0.06%,Li/LiFeP04电池在2C倍率下仍具有满意的放电容量。这一结果表明,室温离子液体与聚合物的复合电解质可以显著提高锂离子电池材料在中温条件下的电化学嵌、脱锂性能,展示了这种复合电解质的优势。