聚合物纳米复合电解质（PEO）_8-ZnO-LiClO_4微结构及电导率研究

• 作者: 宫振丽 王君君 王波 闫晓丽 高舒 龚静
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 化学
• 关键词: 正电子湮没寿命谱 聚合物纳米复合电解质 离子电导率 自由体积
• 年，卷（期）: 2011,（12）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质：电子结构、电学、磁学和光学性质
• 页码范围: 575-582
• 分类号: O631.23
• 字数: 6810字
• 语种: 中文

摘要

以聚氧化乙烯（PEO）为基质,成功制备出纳米ZnO掺杂的（PEO）8-ZnO-LiClO4离子导电聚合物电解质,并利用多种实验技术,包括扫描电子显微镜、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱和正电子湮没寿命谱（PALS）,系统地研究了纳米ZnO与基质间相互作用及其对聚合物链段运动、纳米尺度自由体积、离子输运和复合电解质电导率的影响.实验结果发现,纳米ZnO的掺杂使聚合物电解质的离子电导率得到了大幅度提高,当ZnO与PEO质量比为6%时达到最大,（PEO）8-ZnO-LiClO4的电导率为1.82×10-4S·cm-1,比（PEO）8-LiClO4的电导率（6.58×10-5S·cm-1）提高了大约一个数量级.XRD结果显示,纳米ZnO的加入降低了PEO的结晶性,增加了锂离子传输的非晶相,从而提高了电导率.离散PALS测量结果表明,随着纳米ZnO的加入,复合电解质的自由体积、浓度和相对自由体积分数fr均增加.连续PALS分析揭示了自由体积的分布由一个峰劈裂成两个峰,表明纳米ZnO的掺杂对聚合物的微结构有很大影响.基于实验测量的fr和离子电导率,研究了离子导电机理.研究发现,fr与电导率之间存在一个直接关系,即fr越大,越有利于锂离子的传输,导致电导率越大.这个结果支持聚合物电解质导电的自由体积理论.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王波	武汉大学物理科学与技术学院	93	1266	18.0	33.0
2	龚静	武汉大学物理科学与技术学院	4	7	1.0	2.0
3	王君君	武汉大学物理科学与技术学院	3	8	1.0	2.0
4	宫振丽	武汉大学物理科学与技术学院	1	7	1.0	1.0
5	闫晓丽	武汉大学物理科学与技术学院	3	9	2.0	3.0
6	高舒	武汉大学物理科学与技术学院	2	9	2.0	2.0