图10-5为样品1和样品2的循环伏安特性曲线(CV)，扫描速率为1 mV/s。如图10-5(a)所示，样品1在扫描电位大于2.1 V时出现了明显的还原峰，且在低于－0.7 V时也出现了明显的氧化峰，这些结果显示样品1的电化学稳定范围为－0.7～2.1 V。如图10-5(b)所示，样品2也出现了明显的氧化还原峰，且电化学稳定范围为－0.7～2.2 V。二者的电化学稳定范围几乎相同，表明高压不能改变PEG/[Emim][EtSO4]凝胶的电化学窗口。

图10-6为－0.7～0.7 V范围内不同扫描速率(50 mV/s和100 mV/s)下的CV曲线。样品1和样品2在不同扫描速率下的CV图形几乎为矩形形状，且为相似的以0压电流为轴的镜面对称结构，表现为样品在两电极间界面上的电容行为。但是，样品2在50 mV/s和100 mV/s时的CV图形封闭面积大于样品1，说明样品2的电流强度和单位电容高于样品1。这可能是由于样品2具有更高的离子传导率，导致其作为双层电容器的电解质时具有更高的单位电容。

图10-5　(a)样品1和(b)样品2的循环伏安特性曲线

图10-6　样品1和样品2在50mV/s和100mV/s扫描速率下的循环伏安特性曲线

图10-7为样品1和样品2的交流阻抗谱。图10-7(a)所示，交流阻抗谱显示在低频区域为两条几乎平行的直线。这说明离子液体凝胶体系中离子在电极之间的传导是自由传导，不受凝胶体系的束缚。图10-7(b)为高频区域的交流阻抗谱，反映凝胶电解质的本征性能。高频区样品1和样品2都显示为一个不明显的圆弧，表明电极和电解质体系之间存在较低的接触电容，说明它们之间接触良好。另外，样品的电导率可以通过交流阻抗分析方法得到。在25℃，计算得到样品1和样品2的电导率分别为3.48 mS/cm和6.42 mS/cm。显然，高压有效提高了PEG/[Emim][EtSO4]凝胶的电导率。这可能由于不同条件下制备的离子液体凝胶的离子浓度和凝胶结构导致的。(www.daowen.com)

图10-7　常压样品1和高压样品2的交流阻抗谱(a)和高频区的放大图(b)

通过以上分析，我们发现经高压制备的PEG/[Emim][EtSO4]凝胶(样品2)的离子电导率明显高于常压制备的样品1。这可能与凝胶的特殊网络结构和高的离子浓度有关。Weber等(2011)曾经提出凝胶中的宏观连通性和形貌缺陷对电导率有重要的影响。以上结果显示，与常压样品相比，高压制备的样品中晶片厚度比较薄，且呈现更加复杂的多相态结构(图10-8)。

图10-8　常压样品1(a)和高压样品2(b)的凝胶结构示意图

这种结构致使离子传输中障碍物减少，并能形成更短的离子通道，有助于离子在凝胶中的传输，进而表现出更高的离子电导率。另外，随着压强的升高，凝胶的体积逐渐减少，提高了PEG/[Emim][EtSO4]凝胶的离子浓度，这也有助于提高凝胶的离子电导率。因此，高压制备的PEG/[Emim][EtSO4]凝胶呈现出更高的离子电导率。