（ICSEM 2025）：掺杂纳米ZnS的聚合物电解质薄膜的电学性质：用于能源设备的导电性分析

《Macromolecular Symposia》：(ICSEM 2025): Electrical Properties of Nano-ZnS Incorporated Polymer Electrolyte Films: A Conductivity Analysis for Energy Devices

本研究通过化学沉淀法合成纳米ZnS并掺杂至PVA-KI聚合物电解质薄膜中，采用溶液浇铸法制备薄膜。综合阻抗光谱、XRD、SEM及FTIR分析表明，纳米ZnS浓度在7%时达到最高电导率4.1×10^-4 S/cm，过量则电导率下降，机制与纳米颗粒分散及离子传输相关，为固态电池和传感器开发提供依据。

　　

摘要

掺杂纳米ZnS的聚合物电解质薄膜具有可调的电导率，这为各种设备应用带来了巨大的潜力。本研究的主要目的是通过探讨其电学性质随浓度的变化，寻找提高聚合物电解质薄膜在电化学设备中性能的最佳方法。我们选择了聚（乙烯醇）（PVA）和碘化钾（KI）作为聚合物电解质基质，因为它们具有最高的电导率。纳米ZnS通过化学沉淀法制备，并以不同的浓度通过控制搅拌过程将其作为纳米填料掺入PVA-KI基质中。采用溶液浇铸法制备了聚合物电解质薄膜。我们利用阻抗谱研究了这些薄膜的电学性质，利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）研究了其结构性质，利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）研究了其光学性质。结果表明，薄膜的离子电导率随着纳米ZnS浓度的增加而增加，直到达到一个临界阈值后，电导率趋于平稳或下降。当纳米ZnS的浓度为7 wt.%时，获得了最大的电导率，为4.1 × 10^?4S/cm。我们进一步分析了这种电导率行为与纳米ZnS在聚合物基质中的分散情况及其对离子传输机制的影响。这些发现为确定实现聚合物复合电解质高电导率所需的最佳纳米ZnS浓度提供了见解，有助于开发高效且耐用的固态电池和电化学传感器。

利益冲突

作者存在需要披露的利益冲突。