纳米复合全固态聚膦腈电解质.pdfVIP

第8期 高分子学报 No．8 2008年8月 SINICA ACTAPOLYMERICA Aug．，2008 纳米复合全固态聚膦腈电解质’ 周树华 向万春 方世璧” 林 原 (中国科学院化学研究所北京分子科学国家实验窜 光化学霞点实验室北京 100190) 摘要 为了进一步提高聚合物电解质的室温离子电导率和锂离子的迁移数，通过对纳米二氧化硅的表面 修饰，并采用叮聚合的带氧化乙烯．氧化丙烯共聚侧链取代的聚膦腈大单体制备了纳米复合的全固态电解质． 通过x射线光电子能谱，扫描电镜，差热扫描分析对纳米复合电解质的性能和形貌进行了分析。并通过交流 阻抗考察了电解质与电极间的界面稳定性，用循环伏安表征了电解质的电化学稳定窗口，考察了锂盐含量对 电解质离子电导率的影响，测试了电解质的离子电导率随温度的关系，并对锂离子的迁移数进行了，测定．研究 结果表明，通过纳米复合的方法，提高了聚合物电解质的离子电导率，降低r界面电阻，提高厂锂离子迁移率． 关键词 纳米复合，聚膦腈，全固态聚合物电解质，二氧化硅 迄今为止，固态聚合物电解质存在的一个最 突出的问题就是室温下电导率较低，不能满足实 BaTiO，，蒙脱土(MMT)等|1¨悖】以及离子导体如 用的要求(10。scm。1)【1‘21．加入小分子液体增塑 Li3N，“¨虬。Ti，。(P0。)，等’20。¨．离子导体的纳米 剂，如碳酸丙烯酯(Pc)，碳酸乙烯酯(Ec)等』3。形 粒子分散在聚合物基体中除了具有一般纳米粒子 成凝胶型聚合物电解质可以提高聚合物电解质的 的功能外，还能增加锂离子的传输通道，并提供载 室温离子电导率．但是增塑剂的加入一方面降低 流子源． 了体系的力学性能，另一方面增加了与电极的反 本文以自行合成的可原位聚合的聚膦腈为基 应性．这种反应使电极与电解质的界面生成一层 体。2引，在对纳米粒子表面改性的基础上，制备了 钝化膜，使锂在充放电过程中电流分布不均，易产 不同纳米粒子含量的复合固态聚合物电解质，并 生枝晶，从而缩短电池的循环寿命和引起内部短 考察了纳米复合物固态电解质的电化学性能． 路，甚至发生危险． 进入20世纪90年代以来，随着纳米复合物1 实验部分 的研究兴起，研究人员提出了纳米复合聚合物电 1．1实验原料 解质的概念16～．在目前所有用来提高固态聚合物 三甲氧基硅氢，曲阜晨光化工有限公司，直接 电解质的室温离子电导率的各种方法中，通过在 使用；氯丙烯，南开大学精细化学实验室，重蒸；四 聚合物中添加纳米无机粒子形成纳米复合固态聚 氢呋喃，北京化工厂，钠回流，蒸馏；醋酸，北京化 合物电解质是一种较为有效的方法．纳米粒子的 工厂，直接使用；甲苯，北京化工厂，钠回流，蒸馏； 加入除了有对电解质增强的作用外，分散的无机 二氧化硅，Aldrich，除水；聚氧化乙烯一氧化丙烯单 粉末对残留在电解质中的水份和有机溶剂窟有亲