交替马来酸酐共聚物多缩乙二醇酯盐络合物中阳离子－高分子相互作用的研究

交替马来酸酐共聚物多缩乙二醇酯盐络合物中阳离子－高分子相互作用的研究丁黎明，林云青，周子南（中国科学院长春应用化学研究所长春１３００２２）关键词高分子固体电解质，离子传输，电子轨道结合能高分子固体电解质（ＳＰＥ）可塑性强，易制成大面积均匀薄膜，并具有...     

交替马来酸酐共聚物多缩乙二醇酯盐络合物中阳离子－高分子相互作用的研究

A study of the complexes of BM350 with four different alkali metal salts: LIClO₄, NaClO₄, LiBF₄ and LiCF₃SO₃ by mid-IR and XPS is presented. The results of mid-IR shows that the coordination of canon to polymer makes the C-O-C band become broader and shift slightly. XPS analysis shows that the O atom of two situations can coordinate to Li⁺(or Na⁺) and also that this coordination results in the reduction of the electron orbit binding energy of Cl, F and S.     

以脲和硫氰酸铵为主体的固体电解质的研究

制得以脲和硫氰酸铵为主体的固体电解质,其室温电导率可达到４．３５×１０－２Ｓ·ｃｍ－１,比以脲和硫脲为主体固体电解质的电导率６．８４×１０－３Ｓ·ｃｍ－１提高了一个数量级。实验发现,影响电导率的因素主要有组成、温度和高分子。ＤＴＡ表明该电解质为非晶态固熔体,其导电性质既不服从Ａｒｈｅｎｉｕｓ方程,又不服从ＶＴＦ方程     

高分子凝胶电解质高氯酸锂 - 碳酸乙二醇酯 - 聚甲基丙烯酸甲酯体系的研究

研究了高分子凝胶电解质高氯酸锂 碳酸乙二醇酯 聚甲基丙烯酸甲酯体系（ＬｉＣｌＯ４ ＥＣ ＰＭＭＡ）的离子导电性、热稳定性和电化学稳定性．该体系的离子电导率与温度的关系服从ＶＴＦ方程．当ＬｉＣｌＯ４的浓度ＣＬｉＣｌＯ４＝１５ｍｏｌ／Ｌ、ＰＭＭＡｗｔ％（质量百分数）＝３５时，其离子电导率达极大值δ＝１９２×１０－３Ｓ／ｃｍ，光学透明度高，在空气中的稳定性较好，且具有一定的粘附性．该体系在１０２℃以下的热稳定性较高（失重率为３２８％）；电化学稳定性窗口为４５Ｖ，可满足固态电致变色“Ｓｍａｒｔ”窗的要求．     

聚丁二酸丁二醇酯与碱金属盐络合物的离子导电性

某些聚合物经特殊加工可制成具有半导体、导体,甚至超导体性质的材料。最近高分子固体电解质材料引起科学家们极大的兴趣和重视,其研究主要集中在聚醚体系,对聚酯研究甚少。本文对聚丁二酸丁二醇酯体系作了研究。     

高分子固体电解质研究进展

评述了高分子固体电解质（ＳＰＥ）的形成、分类、应用及离子传输机理的研究,并结合有关ＳＰＥ新材料制备、ＰＥＯ／盐络合物晶体结构全测定、离子传输机理探索及电化学器件应用等方面的最新报道对ＳＰＥ未来研究方向进行展望．全文引用８４篇文献．     

聚合物电解质的玻璃化转变温度与离子解离的关系

采用动态力学和数学拟合相结合的方法，研究了聚环氧乙烷环氧丙烷－LiCIO4体系的离子解离与缔合。结果表明：Tg的增加依赖于盐浓度和环氧乙烷（EO）与环氧丙烷（PO）的比例，并且玻璃化转变温度（Tg）的增加可以用一个简单的溶解平衡解释，进而得出平衡常数X和离解度α。     

梳状高分子固体电解质的离子导电性研究

深入研究了交替马来酸酐共聚物多缩乙二醇酯（ＣＰ３５０）两种锂盐络合物ＣＰ３５０／ＬｉＡｓＦ＿６和ＣＰ３５０／ＬｉＰＦ＿６的离子传导性能,给出了与复阻抗谱相对应的等效电路．离子电导率随［Ｌｉ］／［ＥＯ］的变化而出现一极大值,室温下,两体系电导率极大值分别为１．３８×１０（－４）,８．３２×１０（－５）Ｓ／ｃｍ．电导率随温度升高而增加．导电行为呈非－Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ特征．阴阳离子半径之和（ｒ＿ｃ＋ｒ＿ａ）愈大,离子电导率愈高．     

聚丁二酸丁二酯与高氯酸锂络合物的结构与离子导电性

本文从丁二酸二甲酯和丁二醇合成了聚丁二酸丁二酯,并以高氯酸锂为掺杂剂制备了固体电解质。FT-IR、NMR、XPS测试发现酯基上的氧原子参与络合。WAXD、DSC等测试分析结果表明:络合物和聚酯的晶体相同;LiClO_4主要溶解在无定形区;盐的溶解降低聚酯的熔点、结晶度和结晶速度,而提高玻璃化温度;在低盐浓度区络合物熔点与盐浓度关系符合Flory-Huggins理论。络合物的电导率随盐浓度变化出现极大值,在低盐浓度区电导率与浓度的对数成线性关系。电解质的导电行为不能简单地为Arrhenius和WLF方程所解释。从扩散角度推导了导电方程,并描述了离子导电过程。     

三元共聚物P(EO-PO-AGE)-LiCLO_4络合物的离子电导

本文合成了聚(环氧乙烷-环氧丙烷-烯丙基缩水甘油醚,三元共聚物,P(EO-PO-AGE)。扭辨分析、DSC、X-射线衍射结果表明,三元共聚物的玻璃化转变温度较低(T_g=-74℃),无定形结构含量～98％,并确定了与LiClO_4组成为Li/O(mole)=0.25的结晶络合物存在。络合物电导行为的研究发现,络合物电导与盐浓度有关,在Li/O(mole)=0.05时具有较大值,室温下电导可达5×10~-5)scm~(-1)。     

Ionic Conduction of ANovel Comb Polvmer Electrolyte Based on Maleic Anhydride Copolymer with Oligo－oxyethylene Side Chains

ＩｏｎｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｏｎｏｆＡＮｏｖｅｌＣｏｍｂＰｏｌｖｍｅｒＥｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅＢａｓｅｄｏｎＭａｌｅｉｃＡｎｈｙｄｒｉｄｅＣｏｐｏｌｙｍｅｒｗｉｔｈＯｌｉｇｏ－ｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅＳｉｄｅＣｈａｉｎｓＤＩＮＧＬｉ－ｍｉｎｇ．ａｎｄＬＩＮ...     

高分子固体电解质设计的新概念

高分子固体电解质是开发零释放能源－－高性能电池的关键材料。本文详细介绍了20世纪90年代以来高分子固体电解质结构设计的新概念，包括高分子凝胶电解质，两相高分子电解质，盐掺聚合物（Polymer-in-salt)，有机／无机纳米复合型电解质，悬挂柔性短聚醚侧链的网格聚合物电解质。     

氧化锆基固体电解质材料与温度无关的离子电导活化能

氧化锆(ZrO2)基固体电解质材料的离子电导率随温度的变化关系呈现非线性Arrhenius特征;相应地,由经典的Arrhenius公式计算得到的电导活化能是一个与温度有关的参数.本文通过对实验获得的几种Y2O3稳定立方ZrO2(YSZ) 材料的电导率－温度关系的分析,对经典的Arrhenius公式进行了修正.由修正后的Arrhenius公式计算得到的电导活化能是一个与温度无关的常数.此外,还进一步借助于物理化学中的过渡状态理论,从材料离子导电机制出发对这一与温度无关的电导活化能的合理性进行了讨论,发现这一活化能在数值上与理论计算结果吻合得很好.     

无机纳米粒子在复合聚合物电解质中作用的研究进展

聚合物电解质材料已经成为当前锂离子电池研究领域的热点之一。复合化是有效提高聚合物电解质材料性能的有效手段。本文从纳米粒子掺杂的角度,综述了近年来无机纳米粒子对复合聚合物电解质(CPE)体系的离子电导率、锂离子迁移数的影响,并介绍了四种初步解释了无机纳米粒子在复合聚合物电解质中的作用的机理;讨论了无机纳米粒子对CPE体系/电极界面稳定及相容性的影响;提出了无机纳米粒子掺杂的复合聚合物电解质研究的三个热点方向。     

Poly(ethylene oxide)-polyurethane/poly(acrylonitrile) semi-interpenetrating polymer networks for solid polymer electrolytes: vibrational spectroscopic studies in support of electrical behavior

Studies on solid polymer electrolyte systems based on semi-interpenetrating polymer networks of poly(ethylene oxide)-polyurethane and poly(acrylonitrile) (PEO-PU/PAN) doped with lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF₃SO₃) is reported. Room temperature FT-IR analysis indicates a salt solvation process that occurs predominantly in the polyether segments of the semi-IPNs and incorporation of salt is also seen to favor a morphological change in the matrix with a transition from semi-crystalline to amorphous phase. From the relative band areas a critical concentration (C_c) of salt can be identified where concentration of ionic species, morphology and amount of transient crosslinks is optimal to impart maximum conductivity, which is in agreement with the room temperature conductivity results. Thermal analysis of the semi-IPN lends further support to this observation. The temperature dependence of conductivity is found to follow the Arrhenius behavior at low temperatures (∼ upto 328 K) and VTF dependence at higher temperatures. This crossover in temperature dependent conductivity is attributed to the change in the phase morphology of the semi-IPNs beyond the crystalline melting temperature (T_m1) of the polyether segments.     

无定形梳状高分子固体电解质的二重玻璃化转变及典型VTF特征

研究了交替马来酸酐共聚物多缩乙二醇酯(CP350)-LiNO₃络合物的热行为及离子导电性。实验表明:CP350/LiNO₃络合物在所研究的[Li]/[EO]配比范围呈均相无定形并具有二重玻璃化转变。2个玻璃化转变温度均随盐含量的增加而上升。离子电导率随盐浓度的变化出现1个极大值,室温电导率最大可达3.72×10^-5S/cm.导电行为呈典型VTF特征。     

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。     

静电纺丝纳米纤维基凝胶聚合物电解质的研究进展

凝胶聚合物电解质(GPEs)可以解决传统电池的漏液问题和低能量密度问题,提高电池的安全性能,使电池轻便化,薄型化和外形多样化。静电纺丝技术可以控制纤维的直径和孔隙率,平衡GPEs离子电导率和力学性能,实现两者的共同提高,引起众多学者的研究兴趣。重点对聚偏氟乙烯(PVDF)电纺膜基凝胶聚合物电解质和聚丙烯腈(PAN)电纺膜基凝胶聚合物电解质的制备工艺和性能的研究进展进行了介绍,并对静电纺丝纳米纤维基凝胶聚合物电解质存在的问题和研究方向进行了探讨。