高性能水凝胶电解质的制备及在电化学储能中的应用
发布时间：2022-02-26 11:03
可穿戴智能设备以其轻量化和多样性等特点越来越受到人们的关注,正逐步深入到日常生活中的各个领域。传统的液态电解质组装的超级电容器和电池,在这里的实用性就会很大的限制,因为其不能承受过多的外力导致器件变形损坏、会有有毒易挥发的液体电解质泄漏的风险,因此柔性的电解质开发和利用对可穿戴电子设备显得尤为重要。与传统的液态电解质相比,柔性电解质,尤其是凝胶电解质具有很好的加工性、适于智能设备的模量、极高的安全性、媲美液态电解质的离子导电率、较高的介电常数等优点,引起了人们极大的研究兴趣。作为柔性电池&电容的核心部件之一,凝胶电解质主要有两个作用,一是给柔性电池&电容提供足够的电化学窗口和较快的离子电导,二是支撑柔性电池&电容,使其在经受外力时避免发生损毁而短路。在众多的水凝胶电解质中,聚乙烯醇（PVA）是被研究最多的,但是这种材料的保水性较差,自修复性能差,也不能实现过多的拉伸与压缩,无法满足日益增长的需求。因而催生了一系列自修复聚合物材料作为水凝胶电解质,例如聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酰胺（PAAm）和两性聚合物（Zwitterionic Polymer）等。但是由于水凝...
【文章来源】：吉林大学吉林省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 可穿戴柔性能源储能
1.2.1 柔性锂离子电池
1.2.2 柔性超级电容器
1.3 固态电解质
1.3.1 聚合物电解质
1.3.2 无机固态电解质
1.4 盐中水电解质(Water-in-salt electrolyte,Wi SE)
1.4.1 盐中水电解质基本性质
1.4.2 盐中水电解质的体系扩展
1.5 立题思想
第二章 PAA-co-AAm/CoCl_2高拉伸高压缩水凝胶电解质性质研究
2.1 引言
2.2 实验材料
2.2.1 主要实验用品
2.2.2 实验仪器
2.3 实验方法
2.3.1 P(AA-co-AAm)/CoCl_2水凝胶电解质的制备
2.3.2 AC电极制备和组装柔性超级电容器
2.4 结果与讨论
2.4.1 P(AA-co-AAm)/Co Cl2水凝胶电解质的制备与表征
2.4.2 P(AA-co-AAm)/Co Cl2水凝胶电解质的自修复性质
2.4.3 基于P(AA-co-AAm)/Co Cl2的超级电容器性能研究
2.4.4 柔性和自修复超级电容器性能研究
2.5 本章小结
第三章 新型HiSE高电压高离子电导率水凝胶电解质性质研究
3.1 引言
3.2 实验材料
3.2.1 主要实验用品
3.2.2 实验仪器
3.3 实验方法
3.3.1 PACH/SiO_2的制备
3.3.2 HiSE的制备
3.3.3 基于HiSE的超级电容器/电池的组装和电化学测量
3.4 结果与讨论
3.4.1 HiSE的基本性质表征
3.4.2 HiSE的柔性和自修复
3.4.3 HiSE的电解质的携带量和保水性
3.4.4 HiSE高电势窗口和高离子电导率
3.4.5 基于HiSE的电容/电池性能研究
3.5 本章小结
第四章 疏水PDMS增强高电压窗口高离子电导Hi SE性质研究
4.1 引言
4.2 实验材料
4.2.1 主要实验用品
4.2.2 实验仪器
4.2.3 测试方法
4.3 实验方法
4.3.1 PDMS交联剂的合成
4.3.2 PDMS交联的水凝胶(PPCH)合成
4.3.3 PDMS交联的水凝胶电解质(PPCE)合成
4.3.4 基于PPCE的超级电容器的组装和电化学测量
4.4 结果与讨论
4.4.1 PDMS交联剂的合成
4.4.2 PPCE基本性质表征
4.4.3 PPCE高电势窗口和高离子电导率
4.4.4 基于PPCE的电容性能
4.5 本章小结
第五章 全文结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文及专利
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Construction of biomimetic smart nanochannels for confined water[J]. Liping Wen,Lei Jiang. National Science Review. 2014(01)
本文编号：3644496
【文章来源】：吉林大学吉林省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：109 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 可穿戴柔性能源储能
1.2.1 柔性锂离子电池
1.2.2 柔性超级电容器
1.3 固态电解质
1.3.1 聚合物电解质
1.3.2 无机固态电解质
1.4 盐中水电解质(Water-in-salt electrolyte,Wi SE)
1.4.1 盐中水电解质基本性质
1.4.2 盐中水电解质的体系扩展
1.5 立题思想
第二章 PAA-co-AAm/CoCl_2高拉伸高压缩水凝胶电解质性质研究
2.1 引言
2.2 实验材料
2.2.1 主要实验用品
2.2.2 实验仪器
2.3 实验方法
2.3.1 P(AA-co-AAm)/CoCl_2水凝胶电解质的制备
2.3.2 AC电极制备和组装柔性超级电容器
2.4 结果与讨论
2.4.1 P(AA-co-AAm)/Co Cl2水凝胶电解质的制备与表征
2.4.2 P(AA-co-AAm)/Co Cl2水凝胶电解质的自修复性质
2.4.3 基于P(AA-co-AAm)/Co Cl2的超级电容器性能研究
2.4.4 柔性和自修复超级电容器性能研究
2.5 本章小结
第三章 新型HiSE高电压高离子电导率水凝胶电解质性质研究
3.1 引言
3.2 实验材料
3.2.1 主要实验用品
3.2.2 实验仪器
3.3 实验方法
3.3.1 PACH/SiO_2的制备
3.3.2 HiSE的制备
3.3.3 基于HiSE的超级电容器/电池的组装和电化学测量
3.4 结果与讨论
3.4.1 HiSE的基本性质表征
3.4.2 HiSE的柔性和自修复
3.4.3 HiSE的电解质的携带量和保水性
3.4.4 HiSE高电势窗口和高离子电导率
3.4.5 基于HiSE的电容/电池性能研究
3.5 本章小结
第四章 疏水PDMS增强高电压窗口高离子电导Hi SE性质研究
4.1 引言
4.2 实验材料
4.2.1 主要实验用品
4.2.2 实验仪器
4.2.3 测试方法
4.3 实验方法
4.3.1 PDMS交联剂的合成
4.3.2 PDMS交联的水凝胶(PPCH)合成
4.3.3 PDMS交联的水凝胶电解质(PPCE)合成
4.3.4 基于PPCE的超级电容器的组装和电化学测量
4.4 结果与讨论
4.4.1 PDMS交联剂的合成
4.4.2 PPCE基本性质表征
4.4.3 PPCE高电势窗口和高离子电导率
4.4.4 基于PPCE的电容性能
4.5 本章小结
第五章 全文结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文及专利
作者简介
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]Construction of biomimetic smart nanochannels for confined water[J]. Liping Wen,Lei Jiang. National Science Review. 2014(01)
本文编号：3644496
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/gckjbs/3644496.html