梁桂杰 钟志成 许 杰 徐卫林 陈美华 张增常 李文联

(1湖北文理学院材料科学与工程研究中心,湖北襄阳441053;2西安交通大学,金属材料强度国家重点实验室,西安710049; 3武汉纺织大学,新型纺织材料绿色加工及其功能化教育部重点实验室,武汉430073)

原位交联杂化型聚合物电解质膜的形成机理、结构模型及其电化学性能

梁桂杰1,2,*钟志成1,*许 杰3徐卫林3陈美华1张增常1李文联1

(1湖北文理学院材料科学与工程研究中心,湖北襄阳441053;2西安交通大学,金属材料强度国家重点实验室,西安710049;3武汉纺织大学,新型纺织材料绿色加工及其功能化教育部重点实验室,武汉430073)

合成含有Ti(VI)杂化中心的交联(柠檬酸钛络合体-聚乙二醇)聚酯网络作为基体,水解生成的Nano-TiO2粒子为填料,LiI/I2为导电介质,通过原位聚合复合法制备了Nano-TiO2/(柠檬酸钛络合体-聚乙二醇)/LiI/I2交联杂化型聚合物电解质膜.采用局域密度近似(LDA)法、Raman光谱、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、透射电子显微镜(TEM)和能量散射X射线分析(EDXA)探讨了交联杂化聚合物基体的形成机理,并建立了其相应的结构模型.在此基础之上,研究了四异丙氧基钛(Ti(iOPr)4)的含量对Nano-TiO2/(柠檬酸钛络合体-聚乙二醇)/LiI/I2电解质膜的结构及电化学性能的影响.研究表明:当Ti(iOPr)4含量高于12%(w)时,Nano-TiO2粒子和Ti(VI)杂化中心的共同作用不仅有效提高了电解质膜的离子电导率(σ),而且显著改善了电解质膜与电极间的界面稳定性;Ti(iOPr)4含量为48%(w)时,电解质膜的室温离子电导率达到最大值9.72×10-5S·cm-1,电解质膜的界面电阻于6 d后趋……