机械坚固和高导电性聚离子液体/聚烯胺双网水凝电解质,用于具有广泛操作电压范围的灵活对称超级电容器
Xuyan Wei1, Tingrui Lin1,2, Jiyuan Gao1,3
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Radiochemistry and Radiation Chemistry Key Laboratory of Fundamental Science, The Key Laboratory of Polymer Chemistry and Physics of the Ministry of Education, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University, Beijing 100871, China.
ACS applied materials & interfaces
|February 29, 2024
概括
我们开发了一种新的聚离子液体/聚烯胺双网 (PIL/PAM DN) 水凝电解质,用于灵活的超级电容器. 这种先进的电解质为下一代柔性电子提供了出色的机械强度,高离子导电性和卓越的稳定性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 灵活的电子设备需要具有高机械性能,离子导电性和电化学稳定的电解质.
- 水凝通过将灵活性与固体和液体电解质的优势相结合,提供了一个有希望的解决方案.
研究的目的:
- 为了合成新型的多离子液体/多烯胺双网 (PIL/PAM DN) 水凝电解质,使用两步的γ辐射方法.
- 研究这些水凝电解质在柔性超级电容器中的性能和性能.
主要方法:
- 用各种金属盐合成PIL/PAM DN水凝的两步γ辐射合成.
- 机械性能 (拉力强度,破裂时的延长) 和离子导电性的表征.
- 使用合成的水凝电解质制造柔性超级电容器 (SC) 的制造和电化学测试.
主要成果:
- 2SO4-1.0/PIL/PAM DN水凝电解质表现出优异的机械性能 (3.64 MPa抗拉强度,446%延长) 和高离子导电性 (24.1 mS·cm-1).
- 基于这种电解质的柔性SCs显示出改善的离子扩散,良好的速率能力和出色的循环稳定性 (在10,000个循环后保留94.1%).
- 对称的SC实现了1.5V的广泛工作电压,并在各种应力测试 (过载,曲,极端温度) 下表现出了显著的稳定性.
结论:
- 由于其卓越的机械和电化学性能,PIL/PAM DN水凝电解质非常适合灵活的超级电容器.
- PIL,PAM和SO42−的协同作用使自由水分子失活,提高稳定性和性能.
- 这些发现凸显了基于PIL的导电水凝在先进的灵活电子应用中的巨大潜力.
