鋰離子電池在許多便攜式設(shè)備中得到了應(yīng)用，包括智能手機(jī)、平板電腦、電子煙、手電筒和無(wú)線工具。最近，由于環(huán)境問題，混合動(dòng)力汽車和電動(dòng)汽車變得越來(lái)越受歡迎；因此，設(shè)計(jì)和開發(fā)新型高性能高容量離子電池(IBs)成為迫切需要。鋰離子電池是一種復(fù)雜的多組分裝置，其中一個(gè)關(guān)鍵組分是電解質(zhì)，它在離子電導(dǎo)率中起著至關(guān)重要的作用，因此影響鋰離子在電池中的傳輸特性(高性能和長(zhǎng)壽命)。電解質(zhì)不僅要在廣泛的溫度范圍內(nèi)保持合適的離子電導(dǎo)率，而且要具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和與電極材料的相容性。

商用電池中最流行和最常用的是液體電解質(zhì)，其基礎(chǔ)是有機(jī)溶劑(即碳酸二甲酯、碳酸二乙酯)和溶解的鋰鹽(即LiPF6)。不幸的是它們?nèi)菀装l(fā)生快速化學(xué)分解反應(yīng)，需要通過化學(xué)添加劑(如阻燃劑、氧化還原劑和成膜添加劑)或電子控制裝置(在充放電周期中嚴(yán)格控制電流和電壓)來(lái)控制，這導(dǎo)致價(jià)格上漲。將液體電解質(zhì)中的鋰鹽或鈉鹽混合到聚合物材料中得到的凝膠電解質(zhì)是液體電解質(zhì)的替代品之一。

采用雙(三氟甲基磺酰基)亞胺鋰(LiTFSI)或雙(三氟甲基磺酰基)亞胺鈉(NaTFSI)鹽將PAMAM半代G1.5或G2.5溶解于碳酸丙烯酯(PC)中制備聚(氨基胺)(PAMAM)基電解質(zhì)。為離子電池應(yīng)用而設(shè)計(jì)的溶液，從離子傳輸特性方面進(jìn)行了研究。拉曼光譜顯示了溶液中LiTFSI和NaTFSI鹽的完全解離，并提供了Li+和Na+陽(yáng)離子與PAMAM樹狀大分子之間強(qiáng)相互作用的信息。在不加PAMAM的電解質(zhì)中，Li+和Na+陽(yáng)離子的自擴(kuò)散系數(shù)比較表明，鋰離子的自擴(kuò)散系數(shù)較低，這是由于Li+與PC的相互作用強(qiáng)于Na+，導(dǎo)致鋰離子的溶劑化殼層較高。

此外，由于陽(yáng)離子與PAMAM分子之間的強(qiáng)相互作用，鋰離子的反應(yīng)速度比PC和氟離子慢。此外，Li+的自擴(kuò)散系數(shù)高于PAMAM樹枝狀大分子的自擴(kuò)散系數(shù)，表明Li+在PAMAM分子間存在跳躍輸運(yùn)機(jī)制。此外，隨著PAMAM濃度的增加，所有電解質(zhì)組分的自擴(kuò)散系數(shù)值都降低，這是溶液粘度增加的結(jié)果。由自擴(kuò)散系數(shù)計(jì)算的Li+陽(yáng)離子輸運(yùn)數(shù)隨著PAMAM濃度的增加而減小，這是由于與陽(yáng)離子相互作用的位置越來(lái)越多。利用能斯特-愛因斯坦方程計(jì)算的擴(kuò)散系數(shù)與阻抗譜(IS)測(cè)量的電導(dǎo)率進(jìn)行比較，表明由PAMAM電導(dǎo)率引起的IS電導(dǎo)率略高。

文獻(xiàn)來(lái)源：Rafa? Konefa?*, Zuzana Morávková, Bartosz Paruzel, Vitalii Patsula,Sabina Abbrent, Kosma Szutkowski and Stefan Jurga. Polymers 2020, 12, 1595.