通过热预拉伸处理提高基于PEO的固体电解质的离子导电性和机械性能
Lifa Zhang1,2, Liang Fu1,2, Weisi Qin1,2
1Shanghai Institute of Applied Mathematics and Mechanics, School of Mechanics and Engineering Science, Shanghai University, Shanghai 200072, China. huhongjiu@shu.edu.cn.
Physical chemistry chemical physics : PCCP
|July 3, 2023
概括
预拉伸聚合物电解质显著提高了柔性电池的离子导电性和机械强度. 这种方法通过优化聚合物结构和结合纳米陶来提高电池性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 固体聚合物电解质在环境温度下面临着灵活电池的局限性.
- 预拉伸提供了一种方法来指导聚合物结晶并克服这些局限性.
研究的目的:
- 研究预拉伸对基于聚乙烯氧化物 (PEO) 的聚合物电解质的影响.
- 分析离子导电性,机械行为和微观结构/热性质的变化.
主要方法:
- 将以PEO为基础的聚合物电解质置于不同级别的热预应变.
- 描述离子导电性,机械性质 (强度,刚度,模量,硬度) 和微观结构/热特性.
主要成果:
- 热拉伸显著增加了通过平面的离子导电性和平面内强度/刚度.
- 模块和硬度在预拉伸片的厚度方向下降.
- 50-80%的预应变使离子导电率提高了1.6倍,平面内特性提高了120-140%.
- 纳米陶的添加进一步提高了在预拉伸的PEO中的性能.
结论:
- 预拉伸以PEO为基础的电解质是一种可行的策略,可以提高灵活的电池性能.
- 优化的前应变水平 (50-80%) 提高了离子导电性和机械完整性.
- 纳米陶填充剂与预拉伸协同作用,通过降低晶度和增加自由体积来进一步提高电解质特性.
