Materiały polimerowe, wraz z materiałami tlenkowymi i siarczkowymi, są jedną z głównych klas materiałów stosowanych jako elektrolity stałostanowe w bateriach całkowicie stałostanowych (ASSB). Te materiały umożliwiają migrację jonów i oddzielają elektrody, aby zapobiec zwarciom. Zastępując organiczne elektrolity ciekłe elektrolitami ciał stałych o przewodnictwie jonowym, można używać litu metalicznego jako anody, co prowadzi do większej pojemności i napięcia ogniwa w porównaniu do baterii konwencjonalnych. Dodatkowo, stosowanie niehlapliwych i mniej łatwopalnych polimerów poprawia bezpieczeństwo baterii.
Choć obiecujące materiały zostały zidentyfikowane i dokładnie scharakteryzowane, dostępność i skalowane trasy produkcji dla wszystkich rodzajów separatorów wciąż utrudnia komercjalizację baterii ASSB. Dwa główne aspekty produkcji przemysłowej elektrolitów stałostanowych to ich produkowalność i koszt. Stałostanowe elektrolity polimerowe (SPE) mogą być produkowane różnymi metodami, ale preferowane jest metoda produkcji bez użycia rozpuszczalników.
Termoplastyczne polimery, takie jak poli(etylenoksyd) (PEO), dają możliwość przetwórstwa w stanie ciekłym do produkcji elektrolitów opartych na polimerach. PEO może rozpuszczać sole alkaliczne i ma przewodnictwa jonowe odpowiednie dla zastosowań w bateriach. Obecnie skupia się na produkcji elektrolitów opartych na PEO na większą skalę, zachowując ich właściwości, aby konkurować z konwencjonalnymi bateriami litowo-jonowymi (LIBs). Należy również dokładnie zbadać wpływ parametrów procesu na właściwości elektrolitów opartych na PEO.
W tej badanej zostało zbadane zachowanie procesowe PEO podczas termicznego przetwarzania z zastosowaniem mielnika laboratoryjnego, aby przewidzieć odpowiednie parametry procesu dla procesów ekstruzji. Zbadano wpływ parametrów procesu, masy cząsteczkowej i dodatku soli przewodzącej (LiTFSI) na możliwość przetwarzania PEO. Właściwości termiczne PEO i elektrolitów, a także masa cząsteczkowa i jednorodność, są charakteryzowane za pomocą technik mikroskopowych.
W badaniu dotyczącym zachowania procesu termicznego, użyto PEO o masach cząsteczkowych 100 000 g/mol i 600 000 g/mol oraz LiTFSI jako soli przewodzącej. Stosunek molowy między grupą eterową monomeru PEO a jonem Li został użyty do ustalenia stosunku mieszania elektrolitu polimerowego. Stałostanowe elektrolity miały stały stosunek molowy 20:1 (EO:Li) i odpowiedni stosunek wagowy 0,75/0,25 (wPEO/wLiTFSI).