复合聚合物电解质的导电行为及电导率的测定

研究了乙烯碳酸酯（EX）增塑的（PEO）16LiClO4-EC复合聚合物电解质交流阻抗谱图，提出了不锈钢电极／聚合物电解质／不锈钢电极这种结构在交流阻抗测试分析中具有普适性的模拟等效电路，并且根据等效电路中元件拟合值测定出复合聚合物电解质体系在不同EC增塑量及温度时的电导率，用复合聚合物电解质体系中各组分之间的相互作用解释了EC对聚合物电解质电行为的影响，在低EC含量的复合聚合物电解质体系中，电导率和温度的关系在低温时符合Arrhenius方程，在高温时符合Vogel-Tamman-Fulcher(VTF)方程；而当EC含量大于20％时，电导率和温度的关系在实验温度范围内符合VTF方程。     

基于PEO的复合聚合物电解质的研究进展

从填料对聚合物电解质性能的影响、复合聚合物电解质性能的影响因素、聚合物电解质的结构和复合聚合物电解质的应用四方面综述了基于聚氧化乙烯（PEO）的复合聚合物电解质研究的最新进展。聚合物中加入纳米级无机填料可提高聚合物电解质的机械强度、电导率和锂／电解质界面的稳定性。     

钼磷酸铵及钼磷酸掺杂的聚合物电解质

以聚氧乙烯(PEO)为基质,掺杂适量的钼磷酸铵或钼磷酸,制备出PEO-(NH₄)₃PMo12O₄₀及PEO-H₃PMo12O₄₀质子导电聚合物电解质膜,测定了其电导率.讨论了加入(NH₄)₃PMo12O₄₀及H₃PMo12O₄₀对PEO构型及Keggin阴离子的影响,分析了PEO-(NH₄)₃PMo12O₄₀及PEO-H₃PMo12O₄₀复合膜质子电导提高的原因.其中PEO-(NH₄)₃PMo12O₄₀质子导电聚合物电解质复合膜的室温电导率最高可达1.4×10_-3S/cm.     

含硅氢键聚二硅氧烷/聚醚共混聚合物电解质 I. 离子电导率研究

首次采用新型有机硅聚合物——侧链含一半硅氢键的羟基封端聚二硅氧烷(PSEMH)与聚氧乙烯醚(PEO)作为基质, 通过溶液浇铸法制备了PEO-PSEMH-LiClO4全固态共混聚合物电解质膜. 交流阻抗谱实验测定结果表明PSEMH与PEO共混作为聚合物电解质的基质可以显著提高共混聚合物电解质的离子电导率. PSEMH含量为25%, O/Li＋为12∶1时, 共混聚合物电解质具有最大离子电导率2.7×10－5 S•cm－1 (28 ℃). PSEMH的引入一方面可以显著地抑制PEO的结晶性能, 另一方面PSEMH分子链节中的二硅醚氧原子与Li＋间具有配位作用, 且参与了共混聚合物电解质锂离子迁移运动.     

碱性纳米复合聚合物电解质研究

为了提高聚氧化乙烯(PEO)/KOH 基碱性聚合物电解质的电导率, 制电解质膜时分别将纳米 TiO2、纳米β-Al2O3和纳米 SiO2添加到 PEO/KOH 体系中, 制备出了兼顾电学和力学性能的碱性纳米复合聚合物电解质. 交流阻抗测试显示, 其室温(28 ℃)电导率可达到 10-3 S?cm-1数量级. 循环伏安研究表明, 制得的电解质膜在不锈钢惰性电极上的电化学稳定窗口约为 1.6 V. 分别研究了聚合物电解质膜中 KOH, H2O, 无机纳米粉末的含量以及温度对体系电导率的影响.     

原位复合法制备(PEO)8LiClO4/TiO2聚合物电解质的研究

以聚氧化乙烯/高氯酸锂复合物[(PEO)8LiClO4]为基体,通过钛酸丁酯的水解缩合反应在其中原位生成TiO2,制备了(PEO)8LiClO4/TiO2复合聚合物电解质,采用SEM、DSC和交流阻抗方法研究了聚合物电解质的形态、玻璃化转变温度(Tg)、结晶度(Xc)和离子导电性能.结果表明原位生成的TiO2在基体中分散均匀,加入TiO2后聚合物电解质体系的Tg和Xc均有所降低,而电导率明显提高,当TiO2添加量为ω=0.05时电导率达到最大值5.5×10-5S·cm-1(20℃).     

PEO基纳米复合聚合物电解质电化学性质的研究

以PEO8 LiClO4作母体,纳米SiO2为填料,制成PEO8 LiClO4 SiO2(x%)系列复合聚合物电解质,测定这该电解质的电导率、锂离子迁移数和电化学稳定窗口,并对其晶态结构作差热分析表征.结果表明,纳米SiO2的引入,显著提高了电解质的电导率,在22℃时达到4.3×10-5S·cm-1.此外,还探讨了填料对复合聚合物电解质电导率提高的影响机理.     

PEO/LiClO_4纳米SiO_2复合聚合物电解质的电化学研究

将实验室制备的纳米二氧化硅和市售纳米二氧化硅粉末与PEO LiClO4复合 ,制得了复合PEO电解质 .它们的室温离子电导率可比未复合的PEO电解质提高 1～ 2个数量级 ,最高可以达到 1 2 4× 10 - 5S cm .离子电导率的提高有两方面的原因 :一是无机二氧化硅粉末的加入抑制了PEO的结晶 ,是二氧化硅粉末和聚合物电解质之间形成的界面对电导率的提高也有一定的作用 .在进一步加入PC EC(碳酸丙烯酯 碳酸乙烯酯 )混合增塑剂后制得的复合凝胶PEO电解质 ,可使室温离子电导率再提高 2个数量 ,达到 2× 10 - 3 S cm .用这种复合凝胶PEO电解质组装了Li|compositegelelectrolyte|Li半电池 ,并测量了该半电池的交流阻抗谱图随组装后保持时间的变化 ,实验观察到在保持时间为 144h以内钝化膜的交流阻抗迅速增大 ,但在随后的时间内逐渐趋于平稳 ,表明二氧化硅粉末的加入可以有效地抑制钝化膜的生长     

纳米阻燃氢氧化镁/聚氧化乙烯复合聚合物电解质

合成了纳米氢氧化镁作为聚氧化乙烯(PEO)基聚合物电解质的增塑剂和阻燃剂,并对其进行X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和热重(TG)分析研究.制得的氢氧化镁为片状六方晶体,尺寸在50-80nm之间,纳米氢氧化镁在340℃时开始热分解.对纳米氢氧化镁/PEO复合聚合物电解质的电化学研究结果显示:纳米氢氧化镁/PEO复合聚合物电解质的离子电导率随着添加纳米氢氧化镁的质量分数的增加先增大后减小,其在5%-10%之间时,复合聚合物电解质的离子电导率达到最大值.纳米氢氧化镁的添加使复合聚合物电解质的阳极氧化电位有一定程度的提高,纳米氢氧化镁具有改善PEO阳极抗氧化能力的作用.     

Al2O3掺杂的复合聚合物电解质室温电导研究

1973年 Wright等[1] 首先报道了 PEO-Li+ 盐的固态聚电解质体系 ,我们从 90年代开始研究物质在聚合物电解质中的传输机理及固 -固界面动力学等问题 [2～ 4 ] .由于聚合物电解质易成膜 ,在制备高能密度全固态电池和光电化学器件等方面具有广泛的应用前景 .目前研究的聚电解质主要为通过加入金属盐而具有导电性的聚合物材料 .PEO具有良好的机械性能和化学稳定性 ,从而成为研究最为广泛的高分子材料 .金属盐溶于 PEO后 ,易形成晶态复合物 ,其电导率仅为 1 0 - 7～ 1 0 - 8S/cm,与应用中所要求的 1 0 - 3 S/cm相差甚远 .因此 ,如何提高 PE…     

Ionic Conductivity in Solutions of Poly(ethylene oxide) and Lithium Perchlorate

Summary: Solution casting technique served to prepare solid solutions of lithium perchlorate and poly(ethylene oxide) (PEO) having different molecular masses. Salt concentrations of solutions were varied between around 2 and 13 wt%. Crystallinity and melting point depression served to determine composition and content of amorphous phase as well as thermodynamic behavior of the solutions. Conductivity as a function of salt concentration in the amorphous phase follows a power law at constant temperature (30 °C). It results that both exponent and mobility of charge carriers increase with ascending molecular mass of PEO. The mobility follows an increase with molecular mass proportional to M^2.8 indicating dependence of mobility on interstitial volume between chain molecules. Deviation of solution from perfect behavior can be evaluated by melting point depression. Accordingly, increase in conductivity is preferably related to approach to perfect solution behavior. Determination of dielectric function allows some conclusion about ion pair formation in the systems under discussion. It turns out that probability of ion pair formation decreases with increasing molecular mass of PEO in agreement with thermodynamic behavior of the solutions.     

聚氧化乙烯水溶液粘度的测定

测定了不同分子量聚氧化乙烯(PEO)在水溶液中的粘度，发现在低浓度区高分子溶液比浓粘度出现负偏离。用高分子溶液流过时间对浓度作图的外推值t0^*重新计算相对粘度，则高分子溶液比浓粘度与浓度之间满足线性关系。不同分子量PEO水溶液流过时间对浓度作图的外推值t0^*是完全一致的。利用纯溶剂在粘度计中流过时间的改变确定了高分子在毛细管管壁上吸附层的厚度，发现PEO在毛细管管壁上吸附层厚度与分子量无关。     

PMMA对聚氧乙烯β转变的影响

对半结晶聚氧乙烯（PEO)/PMMA共混体系的DSC及动态力学行为研究表明：PEO在和PMMA形成半结晶PEO/PMMA共混体系后，其β转变的峰温没有明显移动；β峰只出现在淬炎的半结晶PEO/PMMA共混体系中，而在完全非晶的相容性共混体系以及退火的半结晶共混体系不出现；在β转变区，对应的模量反常地增大，对应的DSC曲线有明显阶跃。可见，半结晶PEO的β转变并不象通常所认为的源于PEO非晶区的玻璃化转变。在接受半结晶PEO及半结晶PEO/PMMA共混体系的PEO结晶区存在结晶-非晶中间相观点的基础上，认为β转变源于PEO结晶区结晶-非晶中间相的玻璃化转变过程。     

Enhanced ionic conductivity of poly(ethylene oxide) (PEO) electrolyte by adding mesoporous molecular sieve LiAlSBA

Mesoporous molecular sieve LiAlSBA was prepared via an ion exchange process with mesoporous AlSBA directly, which has a regular 2D hexagonal structure with pore size about 7 nm. It was added into poly(ethylene oxide) (PEO) solid electrolyte as filler. The characteristics of the composite polymer electrolyte were determined by XRD, DSC, TGA, FTIR, PLM and electrochemical methods. Compared with bare PEO electrolyte, the adding of dispersed LiAlSBA powder improved the ionic conductivity of PEO polymer electrolyte more than three orders. The reason for it is that mesoporous LiAlSBA powder acts as crystal cores in PEO composite electrolyte and fines the crystallites, decreases the crystallinity, which provides much more continuous amorphous domain for Li⁺ moving easily in PEO electrolyte. Besides, lithium ions of the mesoporous molecular sieves can hop from one site to another along the surface of the mesoporous channels, this mechanism is absent in the case of common nano-ceramic fillers in PEO electrolyte.     

Poly(ethylene oxide) Solubilization in Reverse Microemulsion: Conductivity and UV-Vis Spectra Studies

A large number of biologically and industrially important dispersion is made frompolymers and surfactants'.', while the interaction between water-in-oil microemulsionand water-soluble polymer is of current interest. UP to now, in these studies, most w/omicroemulsions have been investigated with Bis(2-ethylhexyl sodium sulfosuccinate)(AOT) as a surfactant', however to better understand such microemulsion systems, it isnecessary to study the interaction betWeen the microemulsions made from the…     

相态结构对聚氧化乙烯/丁二腈/高氯酸锂复合电解质室温电导率的影响

采用聚氧化乙烯(PEO)、丁二腈和高氯酸锂(LiClO4)的复合电解质体系, 制备了一系列不同配比的PEO/SN/LiClO4复合电解质, 对其室温电性能和相态结构进行了表征, 并探讨了相态结构对室温电导率的影响.     

新型凝胶聚合物电解质的合成与性能

设计并合成了丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸聚乙二醇单甲醚酯共聚物及其梳状凝胶聚合物电解质.表征结果表明,合成的产物结构与设计的结果一致.该梳状凝胶聚合物电解质具有丙烯腈和聚氧化乙烯的优点,力学性能优良,室温电导率可达到10³S/cm,在锂聚合物电池领域中具有实际应用价值.     

一种高电导率PVA聚合物电解质的制备与表征

A type of polymer-in-salt electrolyte composed of poly( vinyl alcohol), KOH and water was prepared by a solution casting method. X-ray diffraction proves that the high concentration of KOH in the electrolyte is in an amorphous state. The ionic conductivities of the PVA-KOH-H2O electrolytes increased as the concentration of KOH increased, and the alkaline electrolyte with PVA/KOH 1/3 (mass ratio) exhibited the highest ionic conductivity of 0. 15 S/cm at room temperature, as measured by electrochemical impedance spectroscopy. The temperature dependence of the conductivity is found to be in agreement with the Arrhenius equation. The potential stability window at the metal/electrolyte interface was of 1.4 V for the nickel electrode determined by cyclic voltammetry.     

聚氧化乙烯/接枝SiO2复合物电解质研究

通过将聚氧化乙烯（PEO）分别与表面接枝聚丙烯酸锂和表面接枝二乙二醇甲醚的SiO2微粒共混，制备得PEO／接枝SiO2复合物膜，考察了复合物膜的形态和离子电导性。结果表明：接枝改性增强了SiO2微粒与PEO的相容性，降低了PEO的结晶性，显著提高了复合物膜的室温离子电导率。