一种两的PVDF-g-POEM双共聚合物基固态电解质用于EDLC应用:电化学和电性能研究

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
• 聚合物化学 聚合物化学

背景情况:

• 固态电解质对于先进的储能设备至关重要.
• 基于聚乙烯化物 (PVDF) 的电解质提供了潜在的,但往往遭受低离子导电性.
• 开发改性聚合物来增强离子传输是高性能电双层电容器 (EDLC) 的关键.

研究的目的:

• 合成和描述一种新的两双共聚合物,PVDF-g-POEM,作为固态电解质.
• 研究将水友POEM链纳入疏水型PVDF骨干对离子导电性和EDLC性能的影响.
• 评估EDLCs的电化学特性和长期稳定性,使用合成的PVDF-g-POEM固态电解质.

主要方法:

• 通过原子转移基聚合 (ATRP) 合成PVDF-g-POEM双共聚合物.
• 使用合成的共聚合物制备固态电解质.
• 使用循环电量计,静电电荷-放电循环和阻抗光谱学对EDLC电池进行电化学表征.
• 对聚合物纳米相分离和结晶性的分析,以与离子导电性相关联.

主要成果:

• 与未经修改的PVDF相比,PVDF-g-POEM固态电解质的离子导电率显著增加.
• 在PVDF-g-POEM中,纳米相分离和减少结晶性促进了离子运输通路.
• 在0.5 A g-1下达到38.07 F g-1的特定电容,能量密度为25.59 W h kg-1.
• 经过8000个循环以1Ag-1.1的速度后,表现出极好的循环稳定性,容量保持率为95.6%.

结论:

• 两性PVDF-g-POEM双共聚合物作为EDLCs的有效固态电解质.
• 用水友POEM链对PVDF进行修改,成功地提高了离子导电性和电化学性能.
• 开发的材料显示出稳定和高效的储能应用的前景.