一种单离子聚合物、制备方法及其应用与流程

1.本发明属于固态电解质材料领域，尤其是涉及一种单离子聚合物、制备方法及其应用。


背景技术：

2.在过去的几十年里，传统的锂离子电池(libs)主导了便携式设备和消费电子市场。如今，libs正在逐渐渗透到其他技术，包括电动汽车和电网存储。锂离子电池的成功源于电池研究和开发的快速增长，导致材料性能的巨大改善和生产成本的降低。然而，libs在广泛的应用中面临各项挑战，例如电池火灾和爆炸的安全隐患，满足更高能量密度需求，并能在更宽的温度范围内实现令人满意的性能，以便在各种气候条件下应用。用固态电解质替代液体电解质不仅能克服液体电解质不稳定，安全性差的长期问题，而且还为开发新的电池化学提供了可能性。由于这些好处，在电池研究中使用固态电解质的趋势迅速增加。
3.一般而言，全固态电解质可分为固态聚合物电解质(spes)、无机陶瓷电解质(ices)和固态复合电解质(sces)。聚合物基质与锂盐混合，具有良好的工艺性能、柔韧性、安全性能和与电极的界面接触性，但离子电导率低(《10-4
s cm-1)，热稳定性和电化学稳定性较差,以及难以抑制锂枝晶生长。ices离子电导率高(10-3
～10-2
s cm-1
)，电化学窗口宽，机械强度高，但与电极的界面接触差。由spes和无机填料混合构建的sces继承了spes和无机填料的优点，如高离子电导率(》10-4
s cm-1)，良好的柔韧性，以及与电极的良好接触性，然而，由于阴离子移动的存在，锂离子的迁移数不高。
4.单离子导电聚合物电解质(sicpes)，理想定义为阳离子转移数接近1的聚合物电解质(t li
+
≈1)，能够显著降低离子极化，根据大量的计算研究，理论上单离子聚合物电解质可以抑制锂枝晶生长。为了获得接近1的阳离子转移数和较高的离子电导率，需要考虑化学基团选择和聚合物结构设计等因素。已有报道中，sicpes中阴离子基团主要有羧酸盐、磺酸盐、磺酰亚胺等。2015年，gohy等在论文“single-ion diblock copolymers for solid-state polymer electrolytes”中首次报道了一种羧酸盐为固定阴离子的固体共聚物电解质，该电解质具有较高离子电导率和良好的机械性能。然而，由于锂离子与羧酸盐的离子键相对较强，聚合物的离子电导率在室温下很低(20℃时为10-8
s cm-1)。与羧酸基团相比，磺酸盐阴离子与锂离子的结合强度普遍较低，锂离子更容易解离。2006年，colby等在论文“poly(tetrafluorostyrenephosphonic acid)-polysulfone block copolymer electrolytes”中通过聚乙二醇低聚物与5-磺基异酞酸二甲基钠的熔融缩聚合成了一系列sicpes。结果表明，尽管锂离子总体浓度降低，但随着聚乙二醇长度的增加，离子电导率显著提高。用mn＝900的聚乙二醇聚合得到的sicpes在室温下的离子电导率为10-6
s cm-1
。
5.总体而言，单离子固态电解质的研究已经有很多研究和报道，然而，单离子固态电解质的应用仍然任重而道远，面临着许多障碍。聚合物电解质的机械性能逊于无机陶瓷固态电解质，在充放电过程中，容易形成裂缝，而裂缝的形成会促使锂枝晶的生长，从而影响电池的性能。锂离子电导率尚未达到无机固态电解质的水平。另一方面，电极的接触问题仍
未得到很好的解决。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本发明旨在提出一种单离子聚合物、制备方法及其应用，以得到机械性能良好、成膜性好，能够抑制锂枝晶持续生长，且具有良好电化学活性的固态聚合物电解质。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.一种单离子聚合物，所述聚合物的分子式为evoh
m/n-(r)x-mli，结构式为m、n、x为常系数，r为-c-o-、-si-o-、-co-nh-或-nh-coo-中的一种；m位中的一种，所述聚合物是由具有高分子量的evoh做骨架，含氧柔性链作为支链，支链末端固定阴离子团，并锂化成盐。在此结构中，具有高分子量的evoh具有良好的机械性能和成膜性能，含氧柔性链具有良好的柔性，其中的氧容易与锂离子结合/解离，能够促进锂离子传输，阴离子基团的锂离子解离常数低，容易解离，将其作为单离子聚合物电解质中唯一载流子锂离子的来源。
9.本发明的构思如下：
10.1)evoh是一种乙烯－乙烯醇共聚物，其机械强度、弹性模量和曲折性能较好，具有一定的力学强度，能够抑制锂枝晶持续生长，并且具有很强的加工性能，成膜性好，无毒性且成本低廉。同时，evoh骨架中具有丰富的oh，具有很强的电化学活性，可以与卤素发生取代反应。因此，以evoh作为基底骨架；
11.2)接枝共聚物由长度不同的聚合物组成，一般容易在熔融和固相状态下发生微相分离。相分离可以产生双连续的形貌，如片层或棒状的互穿网络。如果其中一种相是电解质，则这些形态能够提供良好的机械强度和离子导电的机会。因此，在聚乙烯-乙烯醇的oh位置引入具有很好的柔韧性的含氧支链，柔性链段中的氧容易与锂离子进行配位/解离，同时链段的运动能够带动锂离子的输运，从而可以有效传输锂离子，提升单离子聚合物电解质的锂离子传输效率；
12.3)磺酸根、双三氟甲基磺酸亚酰胺根、羧酸根等阴离子基团与锂离子的结合强度普遍较低，锂离子更容易解离。将阴离子基团固定在聚合物骨架上，使其不能移动，只能发生阳离子(锂离子)的传导，因而整个聚合物电解质体系是一种单离子导体体系，这对于降低锂离子电池的电极极化具有明显的益处。
13.进一步地，m、n为大于0的常系数，m、n可以相同，也可以不同，x为≥0的常系数。
14.进一步地，m：n＝2:3。
15.如上所述的单离子聚合物的制备方法，当x＝0时，所述制备方法包括以下步骤：
16.s1、将evoh与dmac混合均匀，得到聚合物溶液；
17.s2、将叔丁醇锂的dmac溶液加入到聚合物溶液中，加热至反应完全，得到第一反应液；
18.s3、将1,3-丙烷磺内酯加入第一反应液中，继续加热至反应完全，趁热过滤，洗涤固体，干燥后得到所需聚合物。
19.进一步地，当r＝-c-o-，m：n＝2：3，x＝0时，合成单离子聚合物evoh
2/3-so3li，具体结构如下:
[0020][0021]
evoh
2/3-so3li合成方法的具体步骤为：将4g的evoh在60℃下真空干燥12小时，放入三口烧瓶中，加入40ml的n,n-二甲基乙酰胺(dmac)，经三个冷冻泵-解冻循环除氧气后，在80℃下搅拌至全部溶解。将定量的叔丁醇锂溶于n,n-二甲基乙酰胺，在常温下搅拌1小时后加入到反应溶液中。最后将反应混合物加热至80℃，然后加入4g的1,3-丙烷磺内酯，在80℃下反应12小时。反应结束后趁热过滤固体，并用大量丙酮洗涤，在60℃过夜干燥得到塑性固体即为evoh
2/3-so3li聚合物。合成路线如图1所示。
[0022]
如上所述的单离子聚合物的制备方法，当x＞0时，所述制备方法包括以下步骤：
[0023]
s1、将氢氧化钠的dmac溶液与evoh的dmac溶液混合均匀，之后滴加2-(2-氯乙氧基)乙醇或2-[2-(2-氯乙氧基)乙氧基]乙醇，加热至反应完全，得到第一反应液；
[0024]
s2、将叔丁醇锂的dmac溶液加入到第一反应液中，加热至反应完全，得到第二反应液；
[0025]
s3、将1,3-丙烷磺内酯加入第二反应液中，继续加热至反应完全，趁热过滤，洗涤固体，干燥后得到所需聚合物。
[0026]
进一步地，当r＝-c-o-，m：n＝2：3，x＝2时，合成单离子聚合物evoh
2/3-(eo)
2-so3li，具体结构如下：
[0027][0028]
evoh
2/3-(eo)
2-so3li的合成方法的具体步骤为：将4g的evoh在60℃下真空干燥12小时，放入三口烧瓶中，加入40ml的n,n-二甲基乙酰胺(dmac)，经三个冷冻泵-解冻循环除氧气后，在60℃下搅拌至全部溶解。将1.79g氢氧化钠(摩尔量对应于evoh中活性羟基摩尔
dmac中，配置成evoh
m/n-(r)x-mli溶液；使用旋涂的方式，在锂片表面涂覆evoh
m/n-(r)x-mli薄膜；将涂覆好的电极放入真空干燥箱中，60℃温度下，真空抽2小时后继续干燥12小时去除溶剂；干燥完成后即得到evoh
m/n-(r)x-mli&li极片。
[0040]
一种锂电池，包括如上所述的极片。
[0041]
进一步地，所示锂电池的正极可以是lifepo4，也可采用其它可作为正极的材料(如钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、三元材料、富锂材料)、氧化物材料(如氧化锰、氧化钒)、硫正极、空气正极材料等。
[0042]
进一步地，所述锂电池为锂金属对称电池，组装步骤如下：
[0043]
以制备好的evoh
m/n-(r)x-mli聚合物固态电解质膜作为隔膜，制备好的evoh
m/n-(r)x-mli&li极片作为两侧电极，组装cr2032标准扣式电池，组装完成后以15mpa的压力封装电池。电池装好后在60℃加热放置5小时后，静置到室温。
[0044]
进一步地，所述锂电池为全固态锂金属对称电池，不加电解液，为无溶剂的全固态电池，evoh
m/n-(r)x-mli单离子聚合物固态电解质膜在锂金属对称电池中既是电解质也是隔膜，结构如图4所示，两侧为锂片电极，中间为填满的evoh
m/n-(r)x-mli单离子聚合物电解质，电极和电解质之间接触良好。
[0045]
相对于现有技术，本发明所述的单离子聚合物、制备方法及其应用具有以下优势：
[0046]
本发明所述的单离子聚合物由具有高分子量的evoh做骨架，含氧柔性链作为支链，支链末端固定阴离子团，并锂化成盐。在此结构中，具有高分子量的evoh具有良好的机械性能和成膜性能，含氧柔性链具有良好的柔性，其中的氧容易与锂离子结合/解离，能够促进锂离子传输，阴离子基团的锂离子解离常数低，容易解离，因而整个聚合物电解质体系是一种单离子导体体系，这对于降低锂离子电池的电极极化具有明显的益处。
附图说明
[0047]
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0048]
图1是本发明实施例所述的evoh
2/3-so3li的合成路线图；
[0049]
图2是本发明实施例所述的evoh
2/3-(eo)
2-so3li的合成路线图；
[0050]
图3是本发明实施例所述的evoh
2/3-(eo)
3-so3li的合成路线图；
[0051]
图4是本发明实施例所述的evoh
m/n-(r)x-mli&evoh
m/n-(r)x-mli全固态锂金属对称电池示意图；
[0052]
图5是本发明实施例所述的evoh和evoh
2/3-so3li的傅里叶红外光谱图；
[0053]
图6是本发明实施例所述的evoh
2/3-so3li的sem照片；
[0054]
图7是本发明实施例所述的evoh
2/3-so3li的热分析结果示意图，(a)为tga,(b)为dsc；
[0055]
图8是本发明实施例所述的evoh和evoh
2/3-(eo)
2-so3li的傅里叶红外光谱图；
[0056]
图9是本发明实施例所述的evoh
2/3-(eo)
2-so3li的sem照片；
[0057]
图10是本发明实施例所述的evoh
2/3-(eo)
2-so3li材料的gpc表征结果，(a)为流出时间曲线图，(b)为分子量分布曲线图；
[0058]
图11是本发明实施例所述的evoh
2/3-(eo)
2-so3li的热分析结果示意图，(a)为tga,
(b)为dsc；
[0059]
图12是本发明实施例所述的evoh和evoh
2/3-(eo)
3-so3li的傅里叶红外光谱图；
[0060]
图13是本发明实施例所述的evoh
2/3-(eo)
3-so3li的sem照片；
[0061]
图14是本发明实施例所述的evoh
2/3-(eo)
3-so3li的热分析结果示意图，(a)为tga,(b)为dsc；
[0062]
图15是本发明实施例所述的基于evoh
2/3-(eo)
2-so3li的单离子聚合物电解质薄膜的位移-载荷曲线；
[0063]
图16是本发明实施例所述的evoh
2/3-(eo)
2-so3li的电化学交流阻抗谱和锂离子电导率示意图；
[0064]
图17是本发明实施例所述的evoh
2/3-(eo)
2-so3li的锂离子迁移数示意图；
[0065]
图18是本发明实施例所述的基于evoh
2/3-(eo)
2-so3li单离子聚合物电解质的锂金属对称电池的电化学性能示意图，测试条件为1ma cm-2
,1mah cm-2
；
[0066]
图19是本发明实施例所述的基于evoh
2/3-(eo)
2-so3li单离子聚合物电解质的锂金属对称电池的电化学性能示意图，测试条件为1、2、3、5ma cm-2
，1mah cm-2
和2ma cm-2
，2、5mah cm-2
和1ma cm-2
,2mah cm-2
；
[0067]
图20是本发明实施例所述的evoh
2/3-so3li的电化学交流阻抗谱和锂离子电导率示意图；
[0068]
图21是本发明实施例所述的evoh
2/3-(eo)
3-so3li的电化学交流阻抗谱和锂离子电导率示意图；
[0069]
图22是本发明实施例所述的evoh
11/14-(eo)
2-so3li的电化学交流阻抗谱和锂离子电导率示意图；
[0070]
图23是本发明实施例所述的evoh
27/73-(eo)
2-so3li的电化学交流阻抗谱和锂离子电导率示意图。
具体实施方式
[0071]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0072]
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0073]
实施例1
[0074]
本实施例中单离子聚合物中的r＝-c-o-，m：n＝2：3，x＝0时，合成单离子聚合物为evoh
2/3-so3li，具体结构如下:
[0075][0076]
evoh
2/3-so3li合成路线如图1所示，合成方法的具体步骤为：将4g的evoh在60℃下
真空干燥12小时，放入三口烧瓶中，加入40ml的n,n-二甲基乙酰胺(dmac)，经三个冷冻泵-解冻循环除氧气后，在80℃下搅拌至全部溶解。将定量的叔丁醇锂溶于n,n-二甲基乙酰胺，在常温下搅拌1小时后加入到反应溶液中。最后将反应混合物加热至80℃，然后加入4g的1,3-丙烷磺内酯，在80℃下反应12小时。反应结束后趁热过滤固体，并用大量丙酮洗涤，在60℃过夜干燥得到塑性固体即为evoh
2/3-so3li聚合物。
[0077]
通过傅里叶红外光谱表征合成的evoh
2/3-so3li聚合物，证明材料成功合成，如图5所示。
[0078]
通过电子扫描显微镜(sem)表征evoh
2/3-so3li的表面形貌，如图6所示，evoh
2/3-so3li的表面不光滑，有孔洞，近似海绵状。
[0079]
通过热分析表征合成的evoh
2/3-so3li聚合物的热稳定性，如图7所示，tga显示，200℃之前，evoh
2/3-so3li没有分解，热力学稳定。dsc显示从60℃，evoh
2/3-so3li发生固-固相转变，从曲线形状分析，evoh
2/3-so3li为多晶和非晶体的混合材料。
[0080]
实施例2
[0081]
本实施例中单离子聚合物中的r＝-c-o-，m：n＝2：3，x＝2时，合成单离子聚合物为evoh
2/3-(eo)
2-so3li，具体结构如下：
[0082][0083]
evoh
2/3-(eo)
2-so3li的合成路线如图2所示，合成方法的具体步骤为：将4g的evoh在60℃下真空干燥12小时，放入三口烧瓶中，加入40ml的n,n-二甲基乙酰胺(dmac)，经三个冷冻泵-解冻循环除氧气后，在60℃下搅拌至全部溶解。将1.79g氢氧化钠(摩尔量对应于evoh中活性羟基摩尔量的50％)溶解在dmac中并加入到聚合物溶液中，在60℃下用注射器将4.0g的2-(2-氯乙氧基)乙醇(c4h9o2cl)缓慢滴入透明混合溶液中。在60℃下反应2小时，溶液颜色从透明变为淡黄色。然后将定量的叔丁醇锂溶于n,n-二甲基乙酰胺，在常温下搅拌1小时后加入到反应溶液中。最后将反应混合物加热至80℃，然后加入4g的1,3-丙烷磺内酯，在80℃下反应12小时。反应结束后趁热过滤固体，并用大量丙酮洗涤，在60℃过夜干燥得到塑性固体即为evoh
2/3-(eo)
2-so3li聚合物。
[0084]
通过傅里叶红外光谱表征合成的evoh
2/3-(eo)
2-so3li聚合物，证明材料成功合成，如图8所示。
[0085]
通过扫描电子显微镜表征evoh
2/3-(eo)
2-so3li的表面形貌，如图9所示，evoh
2/3-(eo)
2-so3li表面相较于evoh
2/3-so3li更为光滑，但是仍然具有的较小的空隙，这些空隙可以作为锂离子传输的通道，有利于锂离子的传导。
[0086]
通过凝胶色谱仪表征evoh
2/3-(eo)
2-so3li的分子量，流出曲线图(如图10a所示)中，数据呈现单峰型，说明聚合物中有一种分子量的分子。分子量分布曲线图如图10b所示，呈现一个单峰且分子量分布较窄，其数均分子量(mn)为30599，重均分子量(mw)为38829，峰值分子量(mp)为43366。
[0087]
通过热分析表征合成的evoh
2/3-(eo)
2-so3li聚合物的热稳定性，如图11所示，tga
显示，200℃之前，evoh
2/3-(eo)
2-so3li没有分解，热力学稳定。dsc显示80℃左右，evoh
2/3-(eo)
2-so3li发生玻璃态相转变，从曲线形状分析，evoh
2/3-(eo)
2-so3li为无定形材料，发生玻璃态转变后变成高弹性体，具有极好的弹性和韧性。
[0088]
实施例3
[0089]
本实施例中单离子导体聚合物中的r＝-c-o-，m：n＝2：3，x＝3时，合成单离子聚合物为evoh
2/3-(eo)
3-so3li，具体结构如下：
[0090][0091]
evoh
2/3-(eo)
3-so3li合成路线如图3所示，合成方法的具体步骤为：将4g的evoh在60℃下真空干燥12小时，放入三口烧瓶中，加入40ml的n,n-二甲基乙酰胺(dmac)，经三个冷冻泵-解冻循环除氧气后，在60℃下搅拌至全部溶解。将1.79g氢氧化钠(摩尔量对应于evoh中活性羟基摩尔量的50％)溶解在dmac中并加入到聚合物溶液中，在60℃下用注射器将4.0g的2-[2-(2-氯乙氧基)乙氧基]乙醇(c6h13o3cl)缓慢滴入透明混合溶液中。在60℃下反应2小时，溶液颜色从透明变为淡黄色。然后将定量的叔丁醇锂溶于n,n-二甲基乙酰胺，在常温下搅拌1小时后加入到反应溶液中。最后将反应混合物加热至80℃，然后加入4g的1,3-丙烷磺内酯，在80℃下反应12小时。反应结束后趁热过滤固体，并用大量丙酮洗涤，在60℃过夜干燥得到塑性固体即为evoh
2/3-(eo)
3-so3li聚合物。
[0092]
通过傅里叶红外光谱表征合成的evoh
2/3-(eo)
3-so3li聚合物，证明材料成功合成，如图12所示。
[0093]
通过电子扫描显微镜(sem)表征evoh
2/3-(eo)
3-so3li的表面形貌，如图13所示，evoh
2/3-(eo)
3-so3li的表面光滑，较为明亮，类似于塑料膜状，由于支链增长，长的聚合物支链之间存在交联，材料的塑性变好，所以空隙变少变小，表面变得光滑。
[0094]
通过热分析表征合成的evoh
2/3-(eo)
3-so3li聚合物的热稳定性，如图14所示，tga显示，200℃之前，evoh
2/3-(eo)
3-so3li没有分解，热力学稳定。dsc显示大约60℃左右，evoh
2/3-so3li发生玻璃态相转变，从曲线形状分析，evoh
2/3-(eo)
3-so3li为无定形材料。
[0095]
实施例4
[0096]
本实施例中单离子导体聚合物中的r＝-c-o-，m：n＝11：14，x＝2时，合成单离子聚合物为evoh
11/14-(eo)
2-so3li，具体结构如下：
[0097][0098]
evoh
11/14-(eo)
2-so3li的合成方法的具体步骤为：将4g的evoh在60℃下真空干燥12小时，放入三口烧瓶中，加入40ml的n,n-二甲基乙酰胺(dmac)，经三个冷冻泵-解冻循环除氧气后，在60℃下搅拌至全部溶解。将1.62g氢氧化钠(摩尔量对应于evoh中活性羟基摩
尔量的50％)溶解在dmac中并加入到聚合物溶液中，在60℃下用注射器将4.0g的2-(2-氯乙氧基)乙醇(c4h9o2cl)缓慢滴入透明混合溶液中。在60℃下反应2小时，溶液颜色从透明变为淡黄色。然后将定量的叔丁醇锂溶于n,n-二甲基乙酰胺，在常温下搅拌1小时后加入到反应溶液中。最后将反应混合物加热至80℃，然后加入4g的1,3-丙烷磺内酯，在80℃下反应12小时。反应结束后趁热过滤固体，并用大量丙酮洗涤，在60℃过夜干燥得到塑性固体即为evoh
11/14-(eo)
2-so3li聚合物。
[0099]
实施例5
[0100]
本实施例中单离子导体聚合物中的r＝-c-o-，m：n＝27：73，x＝2时，合成单离子聚合物为evoh
27/73-(eo)
2-so3li，具体结构如下：
[0101][0102]
evoh
27/73-(eo)
2-so3li的合成方法的具体步骤为：将4g的evoh在60℃下真空干燥12小时，放入三口烧瓶中，加入40ml的n,n-二甲基乙酰胺(dmac)，经三个冷冻泵-解冻循环除氧气后，在60℃下搅拌至全部溶解。将2.11g氢氧化钠(摩尔量对应于evoh中活性羟基摩尔量的50％)溶解在dmac中并加入到聚合物溶液中，在60℃下用注射器将4.0g的2-(2-氯乙氧基)乙醇(c4h9o2cl)缓慢滴入透明混合溶液中。在60℃下反应2小时，溶液颜色从透明变为淡黄色。然后将定量的叔丁醇锂溶于n,n-二甲基乙酰胺，在常温下搅拌1小时后加入到反应溶液中。最后将反应混合物加热至80℃，然后加入4g的1,3-丙烷磺内酯，在80℃下反应12小时。反应结束后趁热过滤固体，并用大量丙酮洗涤，在60℃过夜干燥得到塑性固体即为evoh
27/73-(eo)
2-so3li聚合物。
[0103]
应用例1
[0104]
基于实施例2的梳状聚合物的单离子导体evoh
2/3-(eo)
2-so3li的单离子聚合物固态电解质薄膜的制备方法及其锂金属应用方法
[0105]
(1)evoh
2/3-(eo)
2-so3li单离子聚合物固态电解质薄膜的制备
[0106]
采用延流法制备薄膜；将500mg evoh
2/3-(eo)
2-so3li溶解在10ml dmac中，配置成evoh
2/3-(eo)
2-so3li溶液，将溶液滴加在光滑的玻璃板上，用刮刀刮涂均匀；放入真空干燥箱中，60℃温度下，真空抽2小时后继续干燥12小时去除溶剂；待薄膜干燥后揭下即为evoh
2/3-(eo)
2-so3li单离子聚合物固态电解质薄膜；
[0107]
所述刮刀的厚度为25um，干燥后获得的薄膜厚度为10um。
[0108]
通过纳米压痕测试evoh
2/3-(eo)
2-so3li薄膜的机械性能。位移载荷曲线如图15所示，一共测试了薄膜中的四个不同的点位，测试和计算得出其杨氏模量为137.62mpa，evoh
2/3-(eo)
2-so3li聚合物薄膜力学性能好，其高力学模量有利于物理抑制枝晶的持续生长。
[0109]
通过电化学交流阻抗谱测试evoh
2/3-(eo)
2-so3li单离子聚合物电解质的锂离子电导率，再结合计时电流法测试evoh
2/3-(eo)
2-so3li单离子聚合物电解质的锂离子迁移数。如
so3li单离子聚合物固态电解质薄膜；
[0122]
所述刮刀的厚度为25um，干燥后获得的薄膜厚度为10um。
[0123]
通过电化学交流阻抗谱测试evoh
2/3-so3li单离子聚合物电解质的锂离子电导率。如图20a所示，在室温(25℃)下，evoh
2/3-so3li薄膜的锂离子电导率为7.90x10-9
s cm-2
，与应用例1中的evoh
2/3-(eo)
2-so3li薄膜相比，本实施例中的evoh
2/3-so3li薄膜的离子电导率低很多，这是由于evoh
2/3-so3li中没有柔性支链，一方面，与电极的接触较差，另一方面，离子的传导少了柔性链运动的促进，因此，离子电导率较低。随着温度升高，如图20b所示，离子电导率升高，100℃之后离子电导率急剧升高，这是由于高温下聚合物链之间存在交联，形成新的锂离子传导通道，从而提高了离子的传导效率。
[0124]
应用例3
[0125]
基于实施例3的梳状聚合物的单离子导体evoh
2/3-(eo)
3-so3li的单离子聚合物固态电解质薄膜的制备方法及其锂离子电导率测试
[0126]
采用延流法制备薄膜；将500mg evoh
2/3-(eo)
3-so3li溶解在10ml dmac中，配置成evoh
2/3-(eo)
3-so3li溶液，将溶液滴加在光滑的玻璃板上，用刮刀刮涂均匀；放入真空干燥箱中，60℃温度下，真空抽2小时后继续干燥12小时去除溶剂；待薄膜干燥后揭下即为evoh
2/3-(eo)
3-so3li单离子聚合物固态电解质薄膜；
[0127]
所述刮刀的厚度为25um，干燥后获得的薄膜厚度为10um。
[0128]
通过电化学交流阻抗谱测试evoh
2/3-(eo)
3-so3li单离子聚合物电解质的锂离子电导率。如图21a所示，在室温(25℃)下，evoh
2/3-(eo)
3-so3li薄膜的锂离子电导率为5.65x10-7
s cm-2
，随着温度升高，如图21b所示，离子电导率升高，这是由于高温下聚合物链之间存在交联，形成新的锂离子传导通道，从而提高了离子的传导效率。与应用例1中的evoh
2/3-(eo)
2-so3li薄膜和应用例2中的evoh
2/3-so3li薄膜相比，在80℃后，本应用例中的evoh
2/3-(eo)
3-so3li薄膜的离子电导率急剧升高，超过了应用例1和2中的薄膜，这是因为本应用例中的evoh
2/3-(eo)
3-so3li单离子聚合物的柔性支链的长度比前两个长，支链的变化对离子电导率的影响比前两个强，高温时，柔性支链之间发生交联，并且链段的热运动增强，这都有利于锂离子的传导。
[0129]
应用例4
[0130]
基于实施例4的梳状聚合物的单离子导体evoh
11/14-(eo)
2-so3li的单离子聚合物固态电解质薄膜的制备方法及其锂离子电导率测试
[0131]
采用延流法制备薄膜；将500mg evoh
2/3-so3li溶解在10ml dmac中，配置成evoh
2/3-so3li溶液，将溶液滴加在光滑的玻璃板上，用刮刀刮涂均匀；放入真空干燥箱中，60℃温度下，真空抽2小时后继续干燥12小时去除溶剂；待薄膜干燥后揭下即为evoh
2/3-so3li单离子聚合物固态电解质薄膜；
[0132]
所述刮刀的厚度为25um，干燥后获得的薄膜厚度为10um。
[0133]
通过电化学交流阻抗谱测试evoh
11/14-(eo)
2-so3li单离子聚合物电解质的锂离子电导率。如图22a所示，在室温(25℃)下，evoh
11/14-(eo)
2-so3li薄膜的锂离子电导率为2.55x10-9
s cm-2
，随着温度升高，如图22b所示，离子电导率升高，这是由于高温下聚合物链之间存在交联，形成新的锂离子传导通道，从而提高了离子的传导效率。
[0134]
应用例5
[0135]
基于实施例5的梳状聚合物的单离子导体evoh
27/73-(eo)
2-so3li的单离子聚合物固态电解质薄膜的制备方法及其锂离子电导率测试
[0136]
采用延流法制备薄膜；将500mg evoh
2/3-so3li溶解在10ml dmac中，配置成evoh
2/3-so3li溶液，将溶液滴加在光滑的玻璃板上，用刮刀刮涂均匀；放入真空干燥箱中，60℃温度下，真空抽2小时后继续干燥12小时去除溶剂；待薄膜干燥后揭下即为evoh
2/3-so3li单离子聚合物固态电解质薄膜；
[0137]
所述刮刀的厚度为25um，干燥后获得的薄膜厚度为10um。
[0138]
通过电化学交流阻抗谱测试evoh
11/14-(eo)
2-so3li单离子聚合物电解质的锂离子电导率。如图23a所示，在室温(25℃)下，evoh
11/14-(eo)
2-so3li薄膜的锂离子电导率为1.20x10-7
s cm-2
，随着温度升高，如图23b所示，离子电导率升高，这是由于高温下聚合物链之间存在交联，形成新的锂离子传导通道，从而提高了离子的传导效率。