一种设计钠离子导电三元固态聚合物混合物电解质（TSPBEs）的新方法：结构、导电性及松弛动力学

《International Journal of Polymer Analysis and Characterization》：A novel approach to design sodium-ion conducting ternary solid polymer blend electrolytes (TSPBEs): structural, conductivity, and relaxation dynamics

本研究以聚乙烯醇、壳聚糖和鱼皮胶原蛋白为基体，通过溶液浇铸法制备了三元混合固体聚合物电解质，并探究了其离子电导率与介电性能。实验表明，40% NaI的样品电导率最优，FTIR和XRD证实了聚合物与盐的相互作用及非晶结构增强，电化学阻抗分析揭示了离子传输参数及非Debye行为特征。

　　

Jihad M. Hadi|Bakhtyar K. Aziz|Shujahadeen B. Aziz

伊拉克苏莱曼尼省Chamchamal市Charmo大学理学院化学系

摘要

近几十年来，由于固体聚合物电解质（SPEs）具有天然丰富的资源、成本效益高、低毒性和可生物降解性，相关研究取得了显著进展。将两种或更多种可生物降解的聚合物混合是提高离子导电性的有效方法。本研究通过溶液浇铸技术，以聚乙烯醇（PVA）、壳聚糖（CS）和鱼皮明胶（FSG）作为基材，碘化钠（NaI）作为离子源，制备了三元复合可生物降解的SPEs。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）证实了聚合物中的羟基（OH）、碳氧键（C=O）、氨基（NH）和碳氧链（C-O-C）等官能团与添加盐离子之间的相互作用，从而形成了聚合物-盐复合物。通过X射线衍射（XRD）分析了三元复合电解质的无定形特性。通过电化学阻抗谱（EIS）评估了这些电解质的离子导电性，结果发现含有40% NaI的样品具有最佳的导电性能。然而，当盐含量过高时，由于盐离子的重新结合导致无定形区域减少，自由离子的运动空间受限，从而使导电性下降。从Nyquist图中可以确定离子传输参数，包括扩散系数（D）、离子迁移率（μ）和载流子密度（n）。介电性能的测试表明，加入盐后电解质性能得到改善，其松弛行为表现出非德拜（non-Debye）特性；Argand图中也观察到了相应的变化趋势。损耗正切（tan δ）峰向高频区域的移动进一步证实了这一现象。