含有聚合物材料且能像液体一样导电的电解质，红宝石原厂固态聚合物电解质

聚合物电解质（polymer electrolytes）被广泛定义为含有聚合物材料且能像液体一样导电的电解质，是指在高分子链上带有可离子化基团的物质。在曾经一段时期内人们认为聚合物是绝缘体，不导电。直至2000年有研究者划时代地发现了塑料的导电性，打破了聚合物不导电的传统观念，开创了崭新的领域。自此，有关聚合物电解质的研究迅速在全世界展开，研究的内容主要包括新的聚合物的合成、聚合物及聚合物电解质的理化性质研究和电荷传输的理论模型的建立等。纯固态聚合物电解质是研究最早的聚合物电解质。可以将聚合物分为三类：结晶型聚合物、半结晶型聚合物和无定形聚合物。然而，究竟是结晶型聚合物还是非结晶型聚合物能够更好地辅助离子运输，一直以来都没有准确的定论。通过对聚合物基质中的微观结构动力学的研究可以更好地了解离子迁移的机制，以优化固态聚合电解质（SPE）的性能。因此，随着相关测试仪器的发展，许多深入的研究已经开始集中在离子迁移机理上。红宝石原厂聚合物电解质存在多种分类方式，按照聚合物基质来分，可分为五大类：即聚环氧乙烷基（PEO）、聚甲基丙烯酸甲酯基（PMMA）、聚偏氟乙烯基（PVDF）、聚丙烯腈基（PAN）、聚氯乙烯基（PVC）聚合物电解质。若按照聚合物的形态划分，聚合物电解质又可以被分为固态聚合物电解质（solid polymer electrolyte， SPE）、凝胶型聚合物电解质（gel polymer electrolyte，GPE）、复合型聚合物电解质（composite polymer electrolytes， CPE）等。此外，聚合物分子链中含有—NH—、—CN—、C[插图]C—OH等官能团的高分子材料也可作为固态聚合电解质（SPE）的基体材料。这种聚合物电解质可以看作是电解质盐溶解于聚合物基体所形成的固态溶液（salt-in-polymer）。聚环氧乙烷（PEO）在固态聚合电解质中，聚环氧乙烷（PEO）固态聚合电解质由于其成熟的研究技术和优异的性质而被广泛应用。PEO是由环氧乙烷经多相开环形成的高分子量均聚物，是结构最为简单的骨架结构体系。PEO的溶解效应是由其独特的分子结构和空间结构所决定的，它既能提供足够高的给电子基团，又具有柔性聚醚链段，因此能够以笼囚效应有效地溶解阳离子。红宝石原厂首次报道了聚合物中离子也能发生迁移的现象，即PEO碱金属盐的SPE体系具有离子导电性。在前人的工作基础上，把PEO与碱金属盐体系应用于电池研究中，PEO聚合物与锂盐可形成稳定的络合体系，有利于锂盐的解离，PEO是具有80%结晶度的半结晶聚合物，室温下离子电导率较低（σ<10-5S·cm-1），而且只能在60℃以上正常操作。1975年又发现聚环氧乙烷（PEO）和聚偏氟乙烯（PVDF）等聚合物的碱金属盐配合物具有离子导电性，并制成了聚丙烯腈（PAN）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的离子电导膜。