黏土礦物在自然界中儲量豐富，同時(shí)具有較好的機械性能和熱穩定性，被廣泛應用于防火材料、復合材料和電極材料的制備。近期的研究也表明，黏土礦物可被應用在固態(tài)電解質(zhì)中，用來(lái)提高電解質(zhì)的電導率、電化學(xué)穩定性、機械性能和熱穩定性。
　　
　　凹凸棒石為層鏈過(guò)渡型晶體結構的天然硅酸鹽礦物，兩層硅氧四面體片夾一層鋁氧八面體片沿C軸方向延伸成鏈狀，層鏈間以氧原子相連接，K+、Na+等陽(yáng)離子和水分子充填在其孔道中，其外觀(guān)常呈纖維狀或纖維狀集合體。
　　
　　復合聚合物電解質(zhì)多采用傳統的物理混合的方法來(lái)制備，該方法會(huì )影響聚合物和無(wú)機填料的相容性，從而影響其性能。Tian等使用溶液聚合方法，制備了有機凹凸棒石（OPal）/甲基丙烯酸甲酯（MMA）共聚物凝膠電解質(zhì)（GPE），該共聚物具有網(wǎng)狀結構，有助于提高電解液的吸收能力，含有5wt%的電解質(zhì)在30℃下離子電導率可達2.94×10-3S/cm，組裝的Li|電解質(zhì)|LiFePO4電池表現出4.7V的電化學(xué)窗口，高達146.36mAh/g的放電容量，以及低的容量衰減率。
　　
　　為了提高p（OPal-MMA）的成膜性能，Tian等又使用一種相轉化鑄造技術(shù)，制備了p（OPal-MMA）/PVDF電解質(zhì)膜，該薄膜具有良好的機械性能以及成膜性，孔隙率和離子電導率分別為57.73%和4.93×10-3S/cm。
　　
　　Yao等使用簡(jiǎn)單的溶液澆筑法制備了柔性PVDF/凹凸棒石復合電解質(zhì)膜，由于ClO4−和凹凸棒石之間的相互作用，Li+遷移數由0.21升至0.54，離子電導率最高可達1.2×10-4S/cm，組裝的NMC111|電解質(zhì)|Li電池在C/3的電流下容量可達121.4mAh/g，且在室溫下循環(huán)200圈之后仍能達到118.1mAh/g。
　　
　　除此之外，凹凸棒石納米線(xiàn)的添加還大大提升了該電解質(zhì)的機械強度，添加5wt%納米線(xiàn)就使其彈性模量升至96MPa，屈服應力提升了兩倍，通過(guò)數值模擬說(shuō)明了機械性能的提升得益于納米線(xiàn)的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò )以及納米線(xiàn)和聚合物間較強的相互作用。
　　
　　資料來(lái)源：《齊鵬越,傳秀云,楊揚,等.黏土礦物在復合固態(tài)電解質(zhì)中的研究進(jìn)展[J].化工新型材料:2021》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！