第二章 用于电致变色应用的聚合物电解质的进展

2.1 引言

电解质是电极和电致变色材料之间的离子传导介质,它是电致变色设备中最重要的活性成分之一,对电致变色器件的性能起着重要作用,同时阻止电致变色器件中两个电极之间的电子传导。影响电致变色性能的是电解质的离子电导率、离子解离、电解质和界面的离子传输速率以及热稳定性[1] 。 20世纪70年代初首次报道了电解质,包括陶瓷、玻璃、晶体和聚合物电解质( PE)。 Fenton等人[2]于1973 年首次提出聚合物电解质,随后自1980年起聚合物电解质[3]因其在电化学存储/转换装置中的广泛应用而受到世界各国研究人员的广泛关注。

通常,电解质可分为聚合物电解质、液体电解质、陶瓷电解质和固体无机电解质[4—6] 。简而言之,聚合物电解质是由盐溶解在高相对分子质量聚合物基质中组成的膜[7] 。 PE广泛应用于电化学设备,例如固态电池和锂电池、电致变色器件、超级电容器、燃料电池和染料敏化太阳能电池。从技术上讲,聚合物电解质是从聚合物、液体离子导体和固态离子导体发展而来的。可以通过将金属盐溶解在极性聚合物主体中来制备PE,这些金属盐可以用来代替液体离子溶液。具有高离子电导率的液体电解质有一些不可避免的缺点,例如电解质易泄漏、化学稳定性低、对静水压力的考虑、难以确保密封以及对于实际应用(尤其是按比例放大)工艺不安全[8] 。与液体电解质相比,PE具有几个突出的优势,例如高离子导电性、安全性、柔性和宽的电化学窗口等[9—10] 。