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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1.8210-4 S cm-1,比(PEO)8-LiClO4的电导率(6.5810-5 S 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.

关键词:

Abstract

The effects of nanosized ZnO on the microstructure, the free volume and the ionic conductivity of poly ethylene oxide (PEO) nanocomposite electrolytes (PEO)8-ZnO-LiClO4 are systematically studied by scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy and positron annihilation lifetime spectroscopy (PALS), respectively. The experimental results show that the presence of the nanosized ZnO brings about a reduction in the crystallinity of the PEO phase and a very marked increase in ionic conductivity. PALS discrete analysis shows that the free volume size, the free volume concentration and the relative free volume fraction significantly increase with the increase of nano-ZnO. Specially, it is the first time to observe the occurrence of peaks of the free volume distribution split after nano-ZnO has been filled, which indicates that the ZnO added into (PEO)8-LiClO4 has an important effect on the microstructure for nanocomposites due to the interaction between the nano-ZnO and matrix. A direct correlation between the free volume fraction and the ionic conductivity is observed, and the ionic conductivity mechanism is discussed.

Keywords:

positron annihilation lifetime spectroscopy/
nanocomposite polymer electrolytes/
ionic conductivity/
free volume

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基金项目:国家自然科学基金(批准号:10875089)资助的课题.

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[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]
[25]
[26]
[27]
[28]
[29]
[30]
[31]
[32]
[33]
[34]
[35]
[36]
[37]
[38]
[39]
[40]
[41]
[42]
[43]
[44]
[45]
[46]
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[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
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[23]
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[26]
[27]
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[29]
[30]
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[54]
[55]
[56]
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[58]
[59]
[60]
[61]
[62]
[63]
[64]
[65]
[66]
[67]

[1]	赵兴宇, 王丽娜, 韩宏博, 尚洁莹.系列小分子液体中α弛豫与探针离子电导行为的对比. 必威体育下载 , 2024, 73(14): 147701.doi:10.7498/aps.73.20240478
[2]	王荣, 杨静, 张涛, 于润升, 董俊才, 张鹏, 曹兴忠, 王宝义, 尹昊.聚乙烯亚胺改性介孔氧化硅载体孔结构的调控机理. 必威体育下载 , 2023, 72(16): 168104.doi:10.7498/aps.72.20230675
[3]	高建, 李建英.限域相变对热致变色环氧绝缘材料介电松弛特性的影响. 必威体育下载 , 2023, 72(10): 107701.doi:10.7498/aps.72.20230253
[4]	尹昊, 宋通, 彭雄刚, 张鹏, 于润升, 陈喆, 曹兴忠, 王宝义.聚乙烯亚胺改性介孔二氧化硅SBA-15微观结构的小角X射线散射及正电子湮没谱学研究. 必威体育下载 , 2023, 72(11): 114101.doi:10.7498/aps.72.20230265
[5]	李丽丽, 张晓虹, 王玉龙, 国家辉.电场和温度对聚合物空间电荷陷阱性能的影响. 必威体育下载 , 2017, 66(8): 087201.doi:10.7498/aps.66.087201
[6]	李裕, 罗江山, 王柱, 杨蒙生, 邢丕峰, 易勇, 雷海乐.铝纳米晶的正电子湮没研究. 必威体育下载 , 2014, 63(24): 247803.doi:10.7498/aps.63.247803
[7]	陈艳, 蒋敏强, 戴兰宏.金属玻璃温度依赖的拉压屈服不对称研究. 必威体育下载 , 2012, 61(3): 036201.doi:10.7498/aps.61.036201
[8]	胡勇, 闫红红, 林涛, 李金富, 周尧和.退火态Zr55Al10Ni5Cu30块体非晶合金在轧制过程中的自由体积演化. 必威体育下载 , 2012, 61(8): 087102.doi:10.7498/aps.61.087102
[9]	高韶华, 王玉霞, 王宏伟, 袁帅.KAg4I5-AgI复合体系的电导率研究. 必威体育下载 , 2011, 60(8): 086601.doi:10.7498/aps.60.086601
[10]	张宏俊, 王栋, 陈志权, 王少阶, 徐友明, 罗锡辉.MoO3/Al2O3催化剂中Mo分散的正电子研究. 必威体育下载 , 2008, 57(11): 7333-7337.doi:10.7498/aps.57.7333
[11]	叶崇志, 廖晶莹, 杨培志, 谢建军, 罗澜, 曹顿华.F, Y双掺钨酸铅晶体的发光性能和微观缺陷. 必威体育下载 , 2006, 55(4): 1947-1952.doi:10.7498/aps.55.1947
[12]	李工, 孙懿楠, 高云鹏, 张新宇, 罗丛举, 刘日平.高压Ni77P23非晶合金自由体积变化的同步辐射研究. 必威体育下载 , 2006, 55(10): 5394-5397.doi:10.7498/aps.55.5394
[13]	王敬丰, 柳林, 蒲健, 肖建中.大块金属玻璃Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5的流变行为研究. 必威体育下载 , 2004, 53(6): 1916-1922.doi:10.7498/aps.53.1916
[14]	梁　玲, 顾　牡, 段　勇, 马晓辉, 刘峰松, 吴湘惠, 邱隆清, 陈铭南, 廖晶莹, 沈定中, 张　昕, 宫　波, 薛炫萍, 徐炜新, 王景成.+3价离子掺杂钨酸铅晶体发光性能和微观缺陷的研究. 必威体育下载 , 2004, 53(2): 543-549.doi:10.7498/aps.53.543
[15]	杜磊, 庄奕琪, 薛丽君.金属薄膜电迁移1/f噪声与1/f2噪声统一模型. 必威体育下载 , 2002, 51(12): 2836-2841.doi:10.7498/aps.51.2836
[16]	汤学峰, 顾牡, 童宏勇, 梁玲, 姚明珍, 陈玲燕, 廖晶莹, 沈炳浮, 曲向东, 殷之文, 徐炜新, 王景成.掺镧PbWO4闪烁晶体的缺陷研究. 必威体育下载 , 2000, 49(10): 2007-2010.doi:10.7498/aps.49.2007
[17]	王波, 彭治林, 吴弯, 李世清, 王少阶, 刘皓, 谢洪泉.导电聚合物聚醚聚氨酯的结构与导电性能的正电子湮没研究. 必威体育下载 , 1996, 45(1): 153-160.doi:10.7498/aps.45.153
[18]	林东, 王少阶.用正电子湮没研究高聚物聚甲基丙烯酸甲脂的结构转变与自由体积特性. 必威体育下载 , 1992, 41(4): 668-674.doi:10.7498/aps.41.668
[19]	陈立泉, 柳俊, 王超英, 何元康, 陈竹生, 刘永平.影响聚合物离子导体电导率的一些因素. 必威体育下载 , 1987, 36(1): 60-66.doi:10.7498/aps.36.60
[20]	苏昉, 郁伟中, 戴道扬, 赵宗源.非晶离子导体B2O3-0.7Li2O-0.7LiCl-xAl2O3晶化过程的正电子湮没寿命谱和扫描电子显微镜研究. 必威体育下载 , 1985, 34(5): 622-627.doi:10.7498/aps.34.622

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