锂离子电池聚合物电解质导电机理
电解质的导电原理
电解质的导电原理
电解质的导电原理是由于其中存在着可自由移动的离子。
电解质溶液中的离子可以通过自由移动来完成电流的传导。
常见的电解质包括盐溶液、酸溶液和碱溶液。
当一个电解质溶液处于两个电极之间时，正极会吸引阴离子，负极会吸引阳离子。
这样，在电解质溶液中形成了一个离子运动的闭合回路。
离子在电解质溶液中的移动是由电场作用引起的。
当外加电源施加电势差时，会在电解质溶液中建立电场。
正极吸引阴离子，阴离子沿着电场线移动到负极，负极吸引阳离子，阳离子沿着电场线移动到正极。
当离子移动过程中，会与周围的溶质分子发生相互作用，这种相互作用会产生阻力。
离子在电解质溶液中移动时受到的阻力称为电解质溶液的电阻。
电阻的大小取决于电解质的浓度、温度和溶液的粘度。
根据欧姆定律，电解质溶液的电阻与电流呈线性关系。
较高浓度的电解质溶液会导致较低的电阻，因为其中离子的浓度较高。
而低浓度的电解质溶液会导致较高的电阻，因为其中离子的浓度较低。
总而言之，电解质的导电原理是离子的自由移动。
外加电场会引起离子在电解质溶液中的运动，从而完成电流的传导。
电解质的浓度和温度等因素会影响电解质溶液的导电性能。
锂聚合物电芯
锂聚合物电芯随着科技的不断进步，电子产品已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
而电子产品中最重要的组成部分之一便是电池。
而在众多电池中，锂聚合物电芯因其高能量密度、长寿命、轻量化等优势而备受青睐。
本文将从锂聚合物电芯的基本结构、工作原理、优缺点等方面进行详细介绍。
一、基本结构锂聚合物电芯是由正极、负极、隔膜和电解液四部分组成的。
正极通常采用的是氧化物，如钴酸锂（LiCoO2）、镍酸锂（LiNiO2）、锰酸锂（LiMn2O4）等。
负极则通常采用碳材料，如石墨、炭黑等。
隔膜是将正负极隔开的薄膜，通常采用聚丙烯或聚乙烯等材料。
电解液则是锂离子在正负极之间传输的介质，通常采用有机溶剂和锂盐等组成的混合物。
二、工作原理锂聚合物电芯的工作原理是基于锂离子在正负极之间的往返传输。
当电池放电时，正极材料中的锂离子向负极材料中移动，同时电子从负极流向正极，经过外部电路产生电流。
当电池充电时，外部电源将电流反向流入电池，使负极中的锂离子向正极移动，同时电子从正极流向负极，使电池恢复充电状态。
三、优缺点锂聚合物电芯相比其他电池具有以下优点：1.高能量密度。
锂聚合物电芯的能量密度可达到150Wh/kg以上，是目前市场上最高的电池之一，可以满足高能耗电子产品的需求。
2.长寿命。
锂聚合物电芯的寿命可达到500-1000次充放电循环，相比其他电池更加耐用。
3.轻量化。
锂聚合物电芯的重量轻，可以减少电子产品的重量，方便携带。
4.无记忆效应。
锂聚合物电芯没有记忆效应，不需要完全放电后再充电，使用更加方便。
但是，锂聚合物电芯也存在以下缺点：1.安全性较差。
锂聚合物电芯的电解液是有机溶剂，一旦电池受到外力撞击或过热等情况，容易引发爆炸或火灾。
2.充电时间较长。
锂聚合物电芯的充电时间较长，一般需要数小时才能充满。
3.价格较高。
锂聚合物电芯的生产成本较高，价格也相对较高。
四、应用领域锂聚合物电芯广泛应用于电子产品、电动工具、电动汽车等领域。
钴酸锂电池工作原理
钴酸锂电池工作原理钴酸锂电池是一种新型的锂离子电池，它在电动汽车、移动设备等领域具有广泛的应用前景。
那么，钴酸锂电池的工作原理是什么呢？我们需要了解一下钴酸锂电池的基本结构。
钴酸锂电池由正极、负极、电解质和隔膜四部分组成。
正极通常采用LiCoO2（锂钴氧化物）、负极采用石墨或石墨烯等材料，电解质则是通过溶解锂盐在有机溶剂中得到的。
隔膜则是用来隔离正负极，防止短路。
在钴酸锂电池充放电过程中，正极的LiCoO2会释放出锂离子（Li+），同时负极的石墨会吸收这些锂离子。
而在放电过程中，正负极的反应则相反，负极释放的锂离子被正极吸收。
这种正负极之间锂离子的往复迁移，就是钴酸锂电池的工作原理。
在充电过程中，正极发生以下反应：LiCoO2 → Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-而负极发生以下反应：xLi+ + xe- + 6C → Li6C在放电过程中，正极和负极的反应则是反向进行的。
钴酸锂电池的电解质起着导电和传递锂离子的作用。
在充电和放电过程中，电解质中的锂离子会随着电流的变化向正负极迁移，完成电荷传递。
而隔膜则是用来隔离正负极，防止短路，同时也要具备较好的离子传导性能。
总的来说，钴酸锂电池的工作原理就是利用正负极之间的锂离子在充放电过程中的往复迁移来实现电荷的传递。
通过这种方式，钴酸锂电池能够存储并释放电能，满足各种电子设备和电动汽车的需求。
除了工作原理外，钴酸锂电池还有一些优点，比如能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等。
但是也存在一些缺点，如成本高、安全性问题等，需要不断进行研究和改进。
总的来说，钴酸锂电池作为一种新型的锂离子电池，在未来将有着广阔的发展前景。
通过不断的技术创新和改进，钴酸锂电池将会在电动汽车、移动设备等领域发挥越来越重要的作用。
希望未来能够看到钴酸锂电池的更多应用和突破，为人类社会的可持续发展做出贡献。
锂离子电池聚合物电池电解质
锂离子电池聚合物电池电解质黄金辉;崔英德;贾振宇【摘要】介绍了聚合物锂离子电池的关键材料聚合物电解质.叙述了聚合物电解质的发展、组成、分类,离子在聚合物中的传导机理以及国内外的研究进展和今后的研究重点及方向.认为如果能设计通道型或界面型的阳离子传导方式,离子可以以自由离子方式迁移,同时保证其机械性能,这样比在各同性介质中采取传统的络合-解络合机理的传导要快几十倍,将大大促进聚合物电解质的发展.【期刊名称】《化工生产与技术》【年(卷),期】2011(018)001【总页数】4页(P43-46)【关键词】锂离子电池;聚合物电解质;传导机理【作者】黄金辉;崔英德;贾振宇【作者单位】仲恺农业工程学院绿色化工研究所,广州,510225;仲恺农业工程学院绿色化工研究所,广州,510225;仲恺农业工程学院绿色化工研究所,广州,510225【正文语种】中文【中图分类】TQ324.8信息、能源和环保是21世纪人类社会关心的主要课题。
二次电池对3个问题的解决都起着关键作用。
锂离子电池是最新型的二次电池，近10年来得到迅速发展。
到2008年，全球锂离子电池的销售额已远远超过镉镍（Ni-Cd）和氢镍电池（Ni-MH）。
锂离子电池以其他电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，从信息产业（移动电话、PDA、笔记本电脑）到能源交通（电网调峰、电动车辆），从太空（卫星、飞船）到水下（潜艇、水下机器人），锂离子电池在本世纪作为主要的二次电池，进入了人类社会的各个领域，为人类造福[1-2]。
电解质作为锂离子电池的关键材料影响甚至决定着电池的比能量、寿命、安全性能、充放电性能和高低温性能等多种宏观电化学性质。
现在的电解质已经从以前的液态电解发展到固态电解质也就是聚合物电解质。
以聚合物电解质取代液态电解质，是锂离子电池发展的一个重大进步，其显著特点就是提高了电池的安全性能，易于加工成膜，可以做成全塑结构，从而可制造超薄和各种形状的电池；能够很好的适应电池冲放电过程中电极的体积变化，同时又有较好的化学和电化学稳定性能。
mxene的导电机理
mxene的导电机理MXene是一种新型的二维材料，它由过渡金属碳化物和氮化物层构成。
由于其独特的结构和化学组成，MXene具有出色的导电性能，成为研究界的热点之一。
本文将讨论MXene的导电机理，并分析其在电子学、储能等领域的应用潜力。
MXene的形成是通过化学剥离法制备得到的，这种方法是将预处理的过渡金属层状碳化物/氮化物（MAX）相材料置于强酸中，利用氧化还原反应将MAX相中的A元素（Al或Si）溶解，留下一个连续的M层碳化物/氮化物，称为MXene。
MXene具有类石墨烯的层状结构，中间是过渡金属（M）和碳氮异位元素（X）交替，极性侧上下固定卡子（-O，-OH或-F）。
MXene层之间通过Van der Waals力相互相邻，自然形成可撕下的二维层状物，具有良好的电导性能。
MXene的导电机理如下：首先，MXene的M层和X层通过共价键相连；在共价键内部，电子形成能带结构，离散的电子在价带中移动，同时离子在价带中移动产生了电导性。
由于X层中的原子较为稳定，使MXene层之间的Van der Waals力较强，因此MXene在不同的电极之间通电时能够保持稳定的电导率。
此外，MXene层状结构的高比表面积和大量表面官能团也增强了其电导性能。
MXene具有良好的电导性能，已在多个领域得到了广泛的应用，如储能材料、导电墨水、传感器、电磁波屏蔽等方面。
在储能电极方面，MXene具有大的比表面积和良好的导电性能，可以提高储能器件的能量密度和功率密度。
在传感器方面，MXene的高表面积和纳米结构可以提高敏感度和选择性。
在导电墨水和电磁波屏蔽方面，MXene作为一种新型导电、导热和阻尼性能材料，可以应用于电子设备和电脑元件的热管理和EMI屏蔽。
总之，MXene是一种具有优异导电性能的新型材料。
其导电机理基于层状结构和离子电导，对于电子学和储能方面具有重要的潜力。
未来，随着更多MXene材料的研究，相信其应用领域将会不断扩展。
全固态锂离子电池的工作原理
全固态锂离子电池的工作原理首先，我们来看一下全固态锂离子电池的构造。
它由正极、负极和固态电解质组成。
正极一般采用锂金属或锂离子化合物，负极则使用碳材料或锂钛酸盐等。
固态电解质通常是由无机固体材料构成，如氧化物、硫化物或磷酸盐等。
在充放电过程中，全固态锂离子电池的工作原理如下：充电过程：1. 当电池处于放电状态时，锂离子从正极释放出来，经过固态电解质向负极移动。
2. 在负极，锂离子被负极材料的结构吸附和嵌入，形成锂金属或锂离子化合物。
3. 充电时，外部电源施加电压，使得锂离子从负极脱嵌，并通过固态电解质移动回正极。
4. 在正极，锂离子被正极材料的结构吸附和嵌入。
放电过程：1. 当电池处于充电状态时，外部电源施加电压，使得锂离子从正极脱嵌，并通过固态电解质移动到负极。
2. 在负极，锂离子被负极材料的结构吸附和嵌入，形成锂金属或锂离子化合物。
3. 放电时，锂离子从负极脱嵌，并通过固态电解质移动回正极。
4. 在正极，锂离子被正极材料的结构吸附和嵌入。
全固态锂离子电池的工作原理可以从以下几个方面解释：1. 固态电解质的优势，固态电解质具有高离子导电性、抗氧化性和稳定性等优势，能够有效阻止锂离子和电解质之间的反应，提高电池的安全性和循环寿命。
2. 锂离子的嵌入和脱嵌，在充放电过程中，锂离子通过嵌入和脱嵌的方式在正负极材料中进行反应，实现了电能的储存和释放。
3. 正负极材料的选择，正极材料需要具有高容量和良好的电化学性能，如锂离子嵌入和脱嵌反应的可逆性；负极材料需要具有高的锂离子嵌入和脱嵌速率，以及稳定的循环性能。
4. 充放电过程中的电化学反应，在充电过程中，正极材料发生氧化反应，负极材料发生还原反应；在放电过程中，正极材料发生还原反应，负极材料发生氧化反应。
总结起来，全固态锂离子电池通过固态电解质和正负极材料之间的离子传输和电化学反应，实现了电能的储存和释放。
它具有高安全性、高能量密度和长循环寿命等优点，被广泛认为是下一代高性能电池技术的发展方向。
锂离子电池用导电剂的类型及原理介绍
锂离子电池用导电剂的类型及原理介绍正负极电极的材料主要由正负极主料、导电剂、粘结剂组成，三者缺一不可。
正负极主料是活性物质，为锂离子电池提供锂离子的来源和去处，粘结剂作为将主料固定到集流体上和将原材料紧密结合在一起，也是不可或缺的。
导电剂的存在相当于为电子开辟了多条高速公路，让电子能够快速地在正负电极内和集流体间穿梭。
高效的导电性，能够提高电池的倍率性能，降低电池内阻，对于电池的循环性能也有较大提升。
锂离子电池的设计是要兼顾容量、功率、性能的，所以要挑选性状最适合的导电剂，来提高正负极活性物质的比例，并且不影响电池的导电性。
那么，实际生产中常用的导电剂种类有哪些，其应用如何，其导电机理是怎样的，下面将详细介绍。
导电剂一般可分为金属系导电剂(银粉、铜粉、镍粉等)、金属氧化物系导电剂(氧化锡、氧化铁、氧化锌等)、碳系导电剂(炭黑、石墨等)、复合导电剂(复合粉、复合纤维等)以及其他导电剂。
金属导电剂加入锂电池中会发生氧化还原反应，金属析出后会刺破隔膜，影响电池的安全性，而碳系导电剂不仅能满足锂电池导电需求，还具有低成本，质量轻等特点，对于降低锂电池成本、提高能量密度具有积极意义。
目前锂电池生产中常用的碳系导电剂主要为颗粒状导电剂（如导电石墨、导电炭黑）、纤维状导电剂（如碳纳米管、VGCF等）、片状导电剂（如石墨烯）。
1、颗粒状导电剂颗粒状导电剂主要有导电石墨、导电炭黑两种。
颗粒状的导电剂与正负极活性物质的接触形式为点点接触，导电颗粒和活性物质均匀混合后，电子在活性物质之间通过导电剂的桥梁作用穿梭。
图1. 导电石墨用于LCO导电石墨中常用的型号有KS系列，包括KS-6/KS-15等，SFG-6等。
石墨晶体是稳定的六边形网状结构，其用于锂离子电池可以作为导电网络的节点，导电石墨粒径较大d90约10微米。
石墨类导电剂用于负极时，不仅能导电，还能够作为负极活性物质。
由于导电石墨的润滑作用和层状结构，导电石墨用于纳米硅基材料时可以抑制其体积膨胀效应。
锂离子电池的原理动态图、配方和工艺流程、具体制作参数全解
锂离子电池的原理动态图、配方和工艺流程、具体制作参数全解锂离子电池的原理动态图、配方和工艺流程、具体制作参数全解锂离子电池是一种二次电池（充电电池），它主要依靠Li 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌来工作。
随着能源汽车等下游产业不断发展，锂离子电池的生产规模正在不断扩大。
一、工作原理1、正极构造LiCoO2 导电剂粘合剂 (PVDF) 集流体（铝箔）2、负极构造石墨导电剂增稠剂 (CMC) 粘结剂 (SBR) 集流体（铜箔）3、工作原理3.1 充电过程一个电源给电池充电，此时正极上的电子e从通过外部电路跑到负极上，正锂离子Li 从正极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达负极，与早就跑过来的电子结合在一起。
此时：正极上发生的反应为：负极上发生的反应为：3.2 电池放电过程放电有恒流放电和恒阻放电，恒流放电其实是在外电路加一个可以随电压变化而变化的可变电阻，恒阻放电的实质都是在电池正负极加一个电阻让电子通过。
由此可知，只要负极上的电子不能从负极跑到正极，电池就不会放电。
电子和Li 都是同时行动的，方向相同但路不同，放电时，电子从负极经过电子导体跑到正极，锂离子Li 从负极“跳进”电解液里，“爬过”隔膜上弯弯曲曲的小洞，“游泳”到达正极，与早就跑过来的电子结合在一起。
3.3 充放电特性电芯正极采用LiCoO2 、LiNiO2、LiMn2O2，其中LiCoO2本是一种层结构很稳定的晶型，但当从LiCoO2拿走x个Li离子后，其结构可能发生变化，但是否发生变化取决于x的大小。
通过研究发现当x >0.5时，Li1-xCoO2的结构表现为极其不稳定，会发生晶型瘫塌，其外部表现为电芯的压倒终结。
所以电芯在使用过程中应通过限制充电电压来控制Li1-xCoO2中的x值，一般充电电压不大于4.2V那么x<0.5 ，这时Li1-xCoO2的晶型仍是稳定的。
负极C6其本身有自己的特点，当第一次化成后，正极LiCoO2中的Li被充到负极C6中，当放电时Li回到正极LiCoO2中，但化成之后必须有一部分Li留在负极C6中心，以保证下次充放电Li的正常嵌入，否则电芯的压倒很短，为了保证有一部分Li留在负极C6中，一般通过限制放电下限电压来实现：安全充电上限电压≤4.2V，放电下限电压≥2.5V。
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锂离子电池聚合物电解质导电机理 日期：2008-12-23 来源： 作者：单锋 李志明 杨军 王新灵 摘要：综述了锂离子电池聚合物电解质的导电模型，并介绍了近年来对聚合物导电机理的研究。 关键词：聚合物电解质；导电模型；导电机理
Ion conducting mechanism in polymer electrolytes for lithium ion batteries SHAN Feng, LI Zhi-ming, YANG Jun, WANG Xin-ling (School of Chemistry and Chemical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200240, China)
Abstract: The ion conducting models for polymer electrolytes are illustrated. Additionally, the recent research progresses in polymer electrolytes for lithium ion batteries are introduced.
Key words: polymer electrolytes; conducting model; conducting mechanism
随着电子信息产业的蓬勃发展及能源与环境关系的日益关注，越来越多的焦点开始聚集于质轻、安全无毒、高比能量的可逆能源材料。锂离子电池的研究及发展正顺应了这一趋势[1-5]。锂离子电池是指Li+经过电解质反复嵌入和脱嵌正极和负极材料的二次电池。它与传统的镉镍电池、镍氢电池相比具有以下许多优点：工作电压高、能量密度高、自放电率低及使用温度范围宽等。电解质是锂离子电池中的重要组成部分。聚合物电解质材料与传统的有机液体电解质材料相比有下列优点：其组装的电池质量比功率更高；安全性提高；形状可以进行柔性设计等。
自Wright等[6]在上世纪70年代首次发现聚氧化乙烯(PEO)与碱金属盐络合物具有离子导电性以来，国内外学者对聚合物电解质进行了大量的研究，目前已经在聚合物电解质的结构、类型、分子设计和离子导电等方面取得了很大的进展。对于离子电导机理，特别是在聚合物单相及多相体系中的离子导电的基本理论问题，已经进行了大量的研究。
聚合物电解质的结构比较复杂，目前提出的导电机理模型主要有VTF（Vogel- Tamma-Fuleher）方程、动态键渗透模型、MN法则和有效介质理论等。 1. 聚合物电解质导电模型 1.1 VTF方程[7] VTF方程可以简单地解析离子传导现象，但是主要限于盐几乎全部解离的单相无定型体系，一些准热力学模型如自由体积和构想熵可以与方程很好地吻合。另外该方程主要是从宏观角度来阐述离子传导。
align=middle> （1） 式中 为温度T时的离子电导率。 1.2 动态键渗透模型[8] Armand和Wright等人首先从微观角度提出了阳离子沿着聚合物螺旋链跳跃移动的机理。EXAFS和振动光谱研究表明PEO-MX（M为碱金属离子）体系中，碱金属离子与醚氧原子形成紧密络合。当温度 大于 时，VTF方程比较有效。这表明离子传导与离子本身的运动和主体聚合物链段的动力学有关。由于该微观模型必须考虑聚合物的动力学，这样形成了动态键渗透模型。
1.3 MN法则[9] 一般而言， 可以表示混合物的VTF或阿伦尼乌斯行为。对于许多快离子导体而言，其导体行为符合阿伦尼乌斯方程，指前数因子 和活化能 可以通过MN法则联系在一起：
align=middle> （2） 式中 为特性温度； 为浓度项； 为离子尝试频率。对于快离子导体而言， 为有序/无序转变温度。
该法则首先应用于研究原子在金属中的扩散行为。对于许多掺杂和混合聚合物电解质也有效。在Jonscher普适能量定律基础上，产生了形成论。该形成论既可单独计算载流子的跳跃速率和载流子浓度，还可阐述几种固体电解质和复合聚合物电解质体系的导电行为。但是，该形成论有一定的局限，因为载流子的移动不只是通过离子浓度的变化而影响整个电导率的，还起着其他作用。
1.4有效介质理论[10] 复合材料的电导率原则上可以用有效介质理论进行解释。该理论还可以用于介电性能、磁性能、热导电性能和扩散系数的研究。MaLachlom将一般的渗透概念与EMT结合在一起，给出了通用有效介质方程： align=middle> （3） 式中 、 和 分别为两相和复合材料的电导率；常数 与组合物介质有关； 为与填料体积分数 和粒子形状有关的指数。
该有效介质理论对复合固体电解质中的非导电性分散体也适用。该模型阐明了导电性增加是由于电解质/填料界面空间电荷层的存在。依据该模型，复合电解质可以看成是由离子导电的聚合物主体和分散的复合单元组成的准两相体系。
2. 聚合物电解质导电机理 2.1 梳形聚合物电解质导电机理[11-17] Monte Carlo离子迁移模拟分析、ab initio分子轨道计算和锂离子在PEO和PPO中迁移的核磁共振（NMR）研究结果表明，锂离子与聚合物链中氧的配位的增加降低了势垒高度并导致Li-O键长度增加，从而促进了锂离子的运动。因此对于梳形聚合物电解质，侧链具有较低的Tg，而且
具有比单独主干结构的聚合物更大的运动自由度，可提供更强的链段运动，因而电导率较高。Borodin O等人[12, 18]通过对梳形聚合物Poly(epoxide ether)-LiTFSI体系研究认为，锂离子与
氧化乙烯的相互作用既可以发生在分子内，也可以是分子间，如图1所示。分子间相互作用体系相对疏松，有利于离子快速传输。但是分子间相互作用的发生却会使Tg迅速增大。而分子内相
互作用虽不会使Tg迅速增大，但形成的结构紧密，离子传输困难。因此它们之间的平衡对获得高的电导率是非常重要的。
align=middle>
2.2超支化聚合物电解质导电机理[19, 20] 超支化聚合物以其独特的分子结构和性质成为近年来聚合物领域的研究热点。其高度支化的结构可以有效防止链段的结晶，而近似球形的分子形态可以增大聚合物的自由体积，因此它在聚合物电解质领域也获得关注。Hawker等人[21]对PEO基超支化SPE的研究发现，Tg与锂盐浓度的
关系符合Di Marzio经典关系式，而且Tg-1与锂盐浓度的关系曲线斜率与Le Nest等人所作的PEO基交联SPE的斜率非常相近。这说明超支化聚合物虽然没有主链，但支化单元中的聚氧化乙烯链段也能够与锂盐发生相互作用，使锂盐解离并传输锂离子。超支化聚合物的Tg与支化单元数和
末端单元数之间的平衡密切相关，末端单元数增加，Tg降低；支化单元数增加，则会由于核周围自由体积的减少，使Tg快速增加。所以超支化SPE的电导率受母体结构的影响很大。
align=middle> 图2 锂离子与聚合物分子间和分子内作用的示意图 Wen.Z Y等人[22]对多臂星形聚合物的研究认为，当“臂”中PEO链段较长时，如n＝11.8，Tg较低，是由于锂离子与氧化乙烯的相互作用主要发生在分子内；而当“臂”中PEO链段数较少时，如n=3，Tg较高，则是由于没有足够的氧原子，锂离子与氧化乙烯的相互作用主要发生在分子间。与梳形聚合物电解质相比，长“臂”星形聚合物有更高的电导率。这是由于长“臂”星形聚合物是无主链大分子，臂的运动受限制较小，核的周围易于形成导电层。
2.3 两相聚合物电解质导电 Hikmet, R.A.M.等[23]首先提出了两相聚合物电解质的概念(dual phase polymer electrolyte，DPE)。其中，一相以其优良的力学性能支撑整个聚合物电解质体系，另一相则为离子导电提供通路。最近，他们设计了一种拓扑结构的离子导电通路：混合乳胶DPE(mixed latex)。其结构示意图见图3。在混合乳胶中，极性乳胶粒、乳化剂共同形成离子导电区，其中富含锂盐溶液，这种DPE的离子电导率接近10-5 S cm-1。在核-壳结构的乳胶DPE中，极性聚合
物稳定剂包裹在非极性聚合物核上，形成一层极性聚合物壳，当聚合物主体物形成后，乳胶粒崩溃，乳胶核部分地融合形成支撑聚合物相。另一方面，含浸锂盐溶液后极性壳层区域形成离子导电相。 图3 混合乳胶的拓扑结构的示意图 2.4 复合聚合物电解质（CPE）导电机理 聚合物电解质中加入无机粉末填料可以明显改善其性能。不少学者对此进行了探讨。Wieczorek.W[24-26]等认为这是因为加入无机粉末填料抑制了聚合物基体的结晶，同时聚合物链与粉末粒子存在某种特定的作用而造成的。研究表明，因为粉末填料尺寸小，比表面积大，其位阻效应抑制了聚合物(如PEO)链的结晶，所得CSEP无序度高，有利于离子迁移。未加纳米粉末的SEP其电导率随时间增加而逐渐降低，而加入纳米粉末的CSPE其电导率随时间增加还略有增大。这可能是因为纳米粉末粒子与SPE之间存在某种特定的作用。有研究表明，当温度很高时(高于70℃)，CSEP的离子电导率比相应没有添加无机粉末的聚合物电解质的仍提高了很多。这不能仅仅归因于CSPE无序度提高，因为在此温度下，未添加无机粉末的SPE其聚合物本身结构已是无定型的。Croce. F[27, 28]等认为在PEO8LiClO4体系中具有路易斯酸性的无机粉末的极性表面基团可
作为PEO链段与阴离子“交联”的中心，提高了体系整体的刚性，降低了PEO链的重结晶倾向。同时他们通过测定Li+迁移数以及对结晶动力学的分析研究，提出无机粉末极性表面基团作为路
易斯酸碱作用中心，降低了离子的偶合，并通过形成“离子－无机粉末复合物”促进盐的离解，在粉末表面为Li+提供了导电通道。研究表明纳米无机粉末的加入可以改善聚合物电解质的迁移
属性。研究发现，含有路易斯酸性最强的TiO2的体系室温电导率最高，可达10-5S/cm，而且界面稳定性好，与锂电极组成的电池循环效率可达99%。研究者曾认为纳米无机粉末在聚合物电解质中起到固体增塑剂的作用，但是最近的研究表明纳米粉末的作用并非如此，所观察到的增塑效应是来自聚合物电解质中残余的溶剂，并指出纳米粉末的存在使Li+与聚合物的作用减弱，Li+的迁
移是在一个具有某种程度的连续的导电通道里进行的，导电通道是由无序的离子簇和分散的纳米粉末相互作用形成的，离子迁移与聚合物链的链段运动并无太大的关系。电导率的提高与形成的聚合物－无机粉末界面有关，在界面上存在着大量的晶体缺陷，这些缺陷可以形成离子导电通道，允许离子以较低迁移活化能通过，从而CPE体系有较高的电导率，这同时也能解释为什么无机粉末颗粒较细时有利于提高电导率。Sun,H.Y[29]等研究了加入铁电粉末BaTiO3制备的CPE，在25~115