基于高电导率的疏水气相SiO2复合凝胶电解质的高性能电致变色器件（英文）
来源期刊：无机材料学报2021年第2期
论文作者：赵起 乔科 姚勇吉 陈长 陈东初 高彦峰
文章页码：161 - 169
关键词：凝胶电解质;电致变色;疏水性;SiO2;
摘 要：凝胶电解质具有化学稳定、难燃和易于封装等特点,其低离子电导率(10–4～10–5 S·cm–1)阻碍了电致变色器件（ECDs）凝胶电解质的进一步发展。本研究制备了一种高电导率的疏水SiO2/PMMA/PC/LiClO4凝胶聚合物电解质（H-SiO2 GPEs）,并用电化学阻抗谱（EIS）、循环伏安法（CV）和计时电流法（CA）分析了ECDs的电化学行为。实验结果表明,仅引入0.5wt%的疏水性气相SiO2,即可使H-SiO2 GPEs的离子电导率达到5.14mS·cm–1（25℃时）。离子电导率的增加归因于SiO2添加物和有机电解质之间良好的相容性和疏水–疏水吸引力促进了高氯酸锂的离解。同时,不同气相二氧化硅含量的GPEs的粘度与剪切速率的关系表现出剪切稀化行为,这表明研究体系形成了三维网状结构。该结构为离子提供了传输通道,进而提高了基于H-SiO2GPEs电致变色器件的响应速度(tbleaching=4 vs 8 s和tcoloring=14 vs 16 s)。同样,通过探究添加疏水性气相SiO2对液态电解液的影响表明:复合疏水性气相SiO2使得LiClO4/PC液态电解液的离子电导率由原来的6.94 mS·cm–1增大到7.58 mS·cm–1。疏水性气相SiO2作为填料对电解质的离子电导率具有一定的积极作用, H-SiO2GPEs的研究为解决ECDs高离子电导率和易泄漏之间的矛盾提供了新思路。
赵起1，乔科1，姚勇吉1，陈长1，陈东初2，高彦峰1
1. 上海大学材料科学与工程学院2. 佛山大学材料科学与能源工程学院
摘 要：凝胶电解质具有化学稳定、难燃和易于封装等特点,其低离子电导率(10–4～10–5 S·cm–1)阻碍了电致变色器件（ECDs）凝胶电解质的进一步发展。本研究制备了一种高电导率的疏水SiO2/PMMA/PC/LiClO4凝胶聚合物电解质（H-SiO2 GPEs）,并用电化学阻抗谱（EIS）、循环伏安法（CV）和计时电流法（CA）分析了ECDs的电化学行为。实验结果表明,仅引入0.5wt%的疏水性气相SiO2,即可使H-SiO2 GPEs的离子电导率达到5.14mS·cm–1（25℃时）。离子电导率的增加归因于SiO2添加物和有机电解质之间良好的相容性和疏水–疏水吸引力促进了高氯酸锂的离解。同时,不同气相二氧化硅含量的GPEs的粘度与剪切速率的关系表现出剪切稀化行为,这表明研究体系形成了三维网状结构。该结构为离子提供了传输通道,进而提高了基于H-SiO2GPEs电致变色器件的响应速度(tbleaching=4 vs 8 s和tcoloring=14 vs 16 s)。同样,通过探究添加疏水性气相SiO2对液态电解液的影响表明:复合疏水性气相SiO2使得LiClO4/PC液态电解液的离子电导率由原来的6.94 mS·cm–1增大到7.58 mS·cm–1。疏水性气相SiO2作为填料对电解质的离子电导率具有一定的积极作用, H-SiO2GPEs的研究为解决ECDs高离子电导率和易泄漏之间的矛盾提供了新思路。
关键词：凝胶电解质;电致变色;疏水性;SiO2;
