通过填料颗粒化学修饰优化复合聚合物电解质的离子电导率
材料科学
2021-03-19 v1 软凝聚态物质
摘要
已知向聚合物电解质中添加填料颗粒可提高其离子电导率（IC）。对于构成材料间的相互作用如何导致该增强，仍缺乏详细理解。一个重要贡献归因于填料引起的聚合物非晶 fraction 增加，从而在聚合物基体中形成更高离子电导率的通道。然而，IC 对颗粒重量负载的依赖及其组成对聚合物形貌的影响尚未完全明了。本工作研究了嵌入 PEO:LiTFSI 基体中的 Bi 掺杂 LLZO 颗粒构成的复合聚合物电解质（CPE）中的 Li 离子传输。我们发现 IC 在极低颗粒重量负载（5% 至 10%）下达到最优，且其大小与所需负载强烈依赖于石榴石颗粒组成。基于结构表征结果与电化学阻抗谱，提出了一种解释这些发现的机制。研究表明石榴石颗粒中的 Li 摩尔含量控制其与聚合物基体的相互作用，在报道的最优负载下形成高离子电导率通道。我们提出通过填料颗粒对聚合物形貌的化学调控是复合聚合物电解质进一步发展的有前景途径。
引用
@article{arxiv.2103.09887,
title = {Ionic conductivity optimization of composite polymer electrolytes through filler particle chemical modification},
author = {Andres Villa and Juan Carlos Verduzco and Joseph A. Libera and Ernesto E. Marinero},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.09887},
year = {2021}
}
备注
35 pages, 13 figures