用于电致变色器件的PVA体系聚合物电解质的改性研究文献综述
2021-02-25 13:10:24
近年来,随着生活水平和科技水平的不断提高,电致变色器件被广泛用于智能调光玻璃、显示器、汽车自动防炫目后视镜等各个领域,全固态电致变色器件也随之成为一个研究热点。
固体电解质是构成全固态电致变色器件的主要材料之一,也是实现电致变色器件全固态化的关键所在。它使得全固态电致变色器件不存在液体电解质泄露、冻结、副反应产物累积等问题,具有安全可靠等特点。因此,研发常温下具有更高离子电导率的固体电解质一直是电致变色器件研究工作的重要内容,受到国内外研究人员的广泛关注。
固体电解质在器件中的主要作用是为离子在电致变色层与离子存储层之间传输提供通道,即为电致变色反应提供所需要的补偿离子。固体电解质的好坏直接影响着电致变色器件的性能。目前固体电解质可以分为无机固体电解质和聚合物电解质两类,其中聚合物电解质质量轻、粘着性好、易成膜、电化学和热稳定性好,在电致变色器件方面有着广阔的应用前景,是功能高分子材料领域的研究热点之一,引起了各国研究人员的广泛关注。
目前广泛研究的聚合物电解质通常由聚合物基质和金属盐组成,简单说就是在聚合物中加入导电离子,如锂盐和含质子化合物,而离子的迁移速度则决定了电解质的导电能力。电致变色过程注入的离子只是为了补偿注入的电子,满足电中性和电流连续性要求,似乎对离子品种选择有很宽的范围,但在实际运用中只有H 、Li 、Na 、OH-、F-等被采用,其原因是大多数离子难以在EC层中迁移。在这些符合条件的离子中,Li 是直径最小的金属离子,虽然扩散速率相对H 来说较低,但是它具有不易氧化、记忆效应好和稳定性高等优点,我认为具有较好的改性研究前景。目前常见的聚合物基体有聚氧化乙烯、聚环氧丙烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇等。聚乙烯醇具有透光率高、易成膜的特点,所以本实验采用聚乙烯醇(PVA)作为聚合物基体。
本课题使用聚乙烯醇为聚合物基体,锂盐提供导电离子,制备用于电致变色器件的PVA体系聚合物电解质。通过改变锂盐的种类、聚合物共混改性及改变锂盐与聚乙烯醇的比例,来制备不同的PVA体系聚合物电解质。首先将采用刮涂法制备PVA体系聚合物电解质薄膜,并通过各种技术手段对其形貌和性能进行表征,从而确定性能最佳薄膜的材料配比。然后尝试用狭缝挤出印刷法制备大面积薄膜,为全印刷制备固态电致变色器件做准备。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}2.1 基本内容
材料制备:以聚乙烯醇(PVA)为基体材料,加入锂盐,通过刮涂法制备PVA体系聚合物电解质薄膜。
材料表征:对PVA体系聚合物电解质进行结构表征和电化学性能测试,通过XRD、TEM、SEM、热重、红外等表征手段对其形貌结构及元素构成进行了分析,并采用循环伏安、交流阻抗等电化学测试技术对其离子导电性能进行了系统评估。
2.2 研究目标
1、掌握印刷法制备聚合物电解质薄膜的工艺;
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