Abstract
本研究利用PB-b-PEO/LiClO4來製備一具有奈米級連續傳導空間之層狀固態高分子電解質，並對建立其導電機構及形態與導電度之關聯性。首先，改變不同LiClO4摻合濃度，以得到不同濃度之鋰離子與PB-b-PEO中之乙基氧形成鍵結對本系統相態之影響，同時亦以SAXS對其形態進行鑑定。結果得到不同摻合濃度對應的相態變化，其中包含：(a) 未摻雜的純PEO結晶相(pure PEO crystalline phase)；(b) 溶有金屬鹽但未形成錯合晶體的無定形相(amorphous phase with dissolved salt)；(c) 富含金屬鹽的錯合結晶相(salt-rich crystalline phase)。此外，由SAXS分析結果顯示，除濃度為[Li]/[EO]=0.5外，其它摻合濃度大致均維持層狀之微相形態，且對照其TEM的影像則得到摻合濃度由0增加至0.125時，層狀結構被維持得更完整且延續的範圍更廣，而原來由於PEO分子鏈結晶所造成的穿層現象也沒有被發現。另外，藉由不同摻合濃度下PEO及PB兩層平均厚度總和之變化趨勢，可判斷出鋰離子與乙基氧之鍵結模式，包括在低濃度時，EO-Li鍵結多發生於分子內；而在高濃度時，則EO-Li鍵結多發生於分子間，此結果亦可驗證於WAXD所觀察到[Li]/[EO]=5之圖譜發現在鋰離子含量大於乙基氧五倍時，LiClO4仍未析出且EO-Li錯合晶體仍然續繼成長，代表此時的EO-Li鍵結大多是屬於分子間之鍵結。另外，由介電分析發現高分子鏈運動與離子運動間的關聯性隨摻合濃度的增加而有偶合的現象，且PB-b-PEO/LiClO4 系統的偶合度大於PEO/LiClO4系統，同時藉由理論計算得到在相同摻合濃度下PB-b-PEO/LiClO4 系統的導電度大於PEO/LiClO4系統，顯示PB-b-PEO層狀的confine空間對於有助於增加離子傳導效率。