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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

         
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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5.14 mS·cm-1(25°C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-SiO2 GPEs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-SiO2 GPEs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.

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