购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

2.2 聚合物电解质在电致变色应用中的要求

电致变色器件中聚合物电解质的基本要求及优势如下(图2.1)。

1.高的光学透过性

理想的电致变色应用中需要高光学透过性的聚合物电解质。高透射率提高了褪色状态下电致变色器件的透明度。电解质不能影响着色和褪色状态下的光学位移。

2.柔性和机械可伸缩性

聚合物电解质具有柔性和机械可伸缩的优点,可以更好地应用于电致变色器件,特别是在柔性器件中。聚合物基体是至关重要的。聚合物电解质要在弯曲和拉伸状态下保持机械稳定性。

3.隔离

如果两个电极之间有直接接触,没有任何分离层,这将导致器件短路。聚合物电解质可以作为电致变色器件的分离层,使这些设备更轻便紧凑,不需要额外的分离器。此外,聚合物电解质要有较好的结合效果,与电极有良好的电接触,与EC层有良好的粘附性。

4.宽的工作温度范围

与其他电解质相比,聚合物电解质天生具有在大范围温度下工作的能力。

5.阳离子的配位能力

电解质中的聚合物具有良好的阳离子配位能力,可以更好地与金属阳离子进行配位键合作用。

6.宽的工作电压范围

当前,基于小分子电致变色材料的器件吸引了很多人的研究兴趣。但是,这种器件通常需要更高的工作电压。因此,需要具有宽电位窗口的聚合物电解质。稳定的电化学窗口是在电解液本身没有被击穿的情况下,电致变色器件工作电位的范围。最高电位由氧化反应的电位决定。同时,最低电位由还原反应的电位决定。为了保证电致变色器件的长寿命和循环稳定性,必须在电解液的安全电化学工作范围内考虑器件的工作电位窗口。

7.热、光、化学和电化学稳定性

理想的聚合物电解质应具有良好的热稳定性和光稳定性。在电致变色过程中,设备可能释放热量,这可能导致电致变色设备性能下降。同样,具有光稳定性的理想电解质可以避免长时间暴露在空气中而损坏器件。在电致变色器件的电压范围内保持良好的电化学稳定性是十分必要的。在电致变色过程中,电致变色器件中不应存在EC层与电解质之间的不良相互作用,从而使器件在实际应用中可以保持良好的可逆性和长寿命。在沉积过程和循环过程中都必须确保这种化学稳定性。

图2.1 电解质的基本要求

8.高离子电导率(>10 -4 S·cm -1 )和低电子电导率

聚合物电解质应该是良好的离子导体,并且应具有电子绝缘性(σ e <10 -12 S·cm -1 ),以便促进离子传输,以最大限度地减少自放电。在电致变色过程中,颜色变化的本质是EC层离子的嵌入和脱出。即使经过数千次循环,电解质也应保持较高的离子电导率。柔性的聚合物基体链允许离子在非晶相中多次迁移。离子的这种传输在晶相中受到阻碍;在晶相中,材料密堆积并且没有足够的空间允许离子快速传输。 [11] 离子转移数在聚合物电解质的表征中很重要。较大的转移数可以减少氧化还原过程中电解质的浓度极化 [12]

9.成本低、易合成、安全、无污染

聚合物电解质的价格不能成为阻碍其实际应用的因素。廉价、容易获得的聚合物电解质对于电子商务设备的成功商业化实施是非常必要的。值得一提的是,聚合物电解液膜的厚度应控制好并易于操作。

安全、环保是电致变色器件实际应用的迫切需要。目前,电致变色技术已广泛应用于人们的日常生活中,如电致变色眼镜、汽车后视镜、驾驶舱眼镜等。无毒、环保、可回收的电解液是EC设备的重中之重,不会危害我们的健康。

10.高稳定性、可逆性、可靠性

可逆是指分子电离后成为离子,还有可能成为分子,可以重复循环此过程,并具有较好的化学稳定性和可靠性。 6r2rgDNdkhtcbH1Bb7cC1FUUVyjqXb+CAJ6dLUo93MdkEF/EAPwoV+rgSlM/fE7g

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×