单离子聚合物电解质
[原创 2010-05-28 16:21:49]
在上述聚合物电解质中，一般是以聚合物为基体搀入锂盐。锂盐发生离解，产生离子对，离子对可进一步电离形成锂离子和阴离子。锂离子和阴 离子与离子对之间存在着平衡。在充放电过程中，锂离子与阴离子向相反的方向迁移。由于锂离子的电荷密度大，迁移慢；而阴离子迁移快，这时会导致电解质盐出现浓度梯度，产生极化。为了防止这种极化的出现，有两种方法：提高聚合物链与 阴离子间的作用力或将阴离子固定在聚合物主链上。前者可以在聚合物链上引入缺 电子的硼酸酯或取代氮杂环，它们能与阴离子发生相互作用，提高锂离子的迁移系数，此部分将进行说明。后者则基本上只发生锂离子的迁移， 这也就是单离子聚合物电解质（单离子导体这个名词是针对双离子导体而言；当然也可 以将阳离子固定，只是阴离子发生迁移)。对于单离子聚合物电解质而言，离子迁移数。
把阴离子以共价键方式固定到大分子主链上，获得只有阳离子可动的单离子导 体的方法主要有以下几种。
①具有载流离子源的大分子单体的聚合例如聚甲基丙烯磺酸盐、聚苯乙烯磺酸盐等。虽然它们都有固定不动的阴离子，但通常情况下都呈现玻璃态的硬固体，而且Tg都很高，离子电导率不髙。
②聚电解质和利于离子传导的基体高分子的共混例如高分子量PEO和聚电解质成功地制备共混体系的单离子导体聚(2-磺乙基甲基丙烯酸锂盐)羧基六氟丁酰基氧）乙基甲基丙烯酸锂盐]的混合物〈然而离子电导率低，30度时 仅为 4X10-8 S/cm〉。
③分别起离子传导作用和作为载流子源的不同单体的共聚， 甚至形成交联网 络结构例如甲基丙烯酸齐聚氧化乙烯酯和甲基丙烯酸碱金属盐的共聚物在室温时的电导率大约为10-7 S/cm，电化学窗口达5.0 V以上。在甲基丙烯酸己磺酸锂和丙烯腈共聚物中，由于共聚物中的一CN具有高极性，有利于无机盐的解离。因 此，在室温下这样共聚物的离子电导率达10 —5 6 S/cm。
④先合成聚合物，然后再将阴离子固定到聚合物上例如在聚苯引人磺酸阴离子。
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