【摘要】：凝膠聚合物電解質(zhì)(GPE)以其高可設(shè)計(jì)性、安全不泄露和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)近年來(lái)廣泛應(yīng)用于超級(jí)電容器,在凝膠聚電解質(zhì)中引入離子型單體有利于提高其離子傳輸性能。本文以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)為基體材料,分別引入陽(yáng)離子單體二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)、兩性離子單體3-[N,N-二甲基-[2-(2-甲基丙-2-烯酰氧基)乙基]銨]丙烷-1-磺酸內(nèi)鹽(SPE)共聚,并加入聚乙烯醇(PVA)共混改性,以期望獲得離子導(dǎo)電率高、電化學(xué)和機(jī)械性能優(yōu)良的聚電解質(zhì)。通過(guò)溶液澆鑄法制備了P(NVP-co-DMDAAC)/PVA GPE。采用正交試驗(yàn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)配方,當(dāng)單體配比為1:1、引發(fā)劑0.5%、交聯(lián)劑1.5%、溫度80℃時(shí),P(NVP-co-DMDAAC)膜的離子電導(dǎo)率達(dá)到最大值2.86×10~-22 S/cm。加入PVA進(jìn)行共混制備了P(NVP-co-DMDAAC)/PVA IPN GPE,通過(guò)對(duì)不同PVA含量的GPE膜進(jìn)行吸液率、拉伸強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、離子電導(dǎo)率的測(cè)定,確定了PVA含量為10%時(shí),吸液率為167%、拉伸強(qiáng)度達(dá)到2.37 MPa、熱分解溫度在300-400℃范圍、電導(dǎo)率為3.66×10~(-2) S/cm,綜合性能最好,且具有較高的介電常數(shù)27.19(頻率1KH)。對(duì)不同厚度的P(NVP-co-DMDAAC)/10%PVA凝膠聚電解質(zhì)膜的電化學(xué)性能測(cè)試表明,隨厚度的減小,比電容得到相應(yīng)提高,其比電容達(dá)到了較好的水平39.4 F/g,能量密度和功率密度分別為1.37 Wh/kg,25 W/kg,通過(guò)循環(huán)1000次,電容的保持率仍達(dá)到94.6%。通過(guò)溶液澆鑄法制備了P(NVP-co-SPE)/PVA GPE。采用正交試驗(yàn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)配方,當(dāng)單體配比為2:1、引發(fā)劑1%、交聯(lián)劑2%、溫度65℃時(shí),P(NVP-co-SPE)膜的離子電導(dǎo)率達(dá)到最大值3.02×10~-22 S/cm。加入PVA進(jìn)行共混制備了P(NVP-co-SPE)/PVA IPN GPE,通過(guò)對(duì)不同PVA含量的GPE膜進(jìn)行吸液率、拉伸強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、離子電導(dǎo)率的測(cè)定,確定了PVA含量為15%時(shí),吸液率為327%、拉伸強(qiáng)度達(dá)到6.17 MPa、熱分解溫度為328℃、電導(dǎo)率為4.29×10~(-2) S/cm,綜合性能最好,且具有較高的介電常數(shù)20.37(頻率1KH)。對(duì)不同厚度的P(NVP-co-SPE)/15%PVA凝膠聚電解質(zhì)膜的電化學(xué)性能測(cè)試表明,隨厚度的減小,比電容得到相應(yīng)提高,其比電容達(dá)到了較好的水平59 F/g,能量密度和功率密度分別為2.66 Wh/kg,57 W/kg,通過(guò)循環(huán)1000次,電容的保持率仍達(dá)到86.3%。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM53;TQ427.26

【參考文獻(xiàn)】

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4 唐致遠(yuǎn),薛建軍,李建剛,王占良;聚合物電解質(zhì)離子遷移數(shù)的測(cè)定方法[J];化學(xué)通報(bào);2001年05期

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本文編號(hào)：2806956