在聚氨基基凝聚合物电解质中通过多重结合进行调节相位分离,用于全固态超级电容器的凝聚合物电解质
Puji Lestari Handayani1, U Hyeok Choi1
1Department of Polymer Science and Engineering and Program in Environmental and Polymer Engineering, Inha University, Incheon, 22212, South Korea.
使用热塑性聚氨和离子液体开发出具有增强离子导电性和机械强度的混合凝聚合物电解质 (GPEs). 这些GPE显示了先进的全固态储能器件的前景.
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:
- 开发稳定和高效的电解质对于先进的储能设备至关重要.
- 混合凝聚合物电解质 (GPEs) 与液体电解质相比,具有潜在的优势,包括提高安全性和机械完整性.
- 热塑性聚氨 (PU) 和离子液体 (IL) 由于其可加工性和离子导电性,是GPEs有前途的组件.
研究的目的:
- 合成基于热塑性聚氨 (PU) 和离子液 (IL) 的新型混合凝聚合物电解质 (GPEs).
- 研究纳米颗粒对PU-IL GPEs的结构,特性和性能的影响.
- 评估这些GPE在全固态超级电容器中的潜力.
主要方法:
- 一 in situ sol-gel 工艺用于合成混合GPEs.
- 在PU矩阵中将1 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 的离子液和二氧化纳米粒子纳入PU矩阵.
- 使用富里埃变换红外 (FTIR) 光谱和差分扫描热量计 (DSC) 进行表征.
- 在全固态超级电容器中的电化学性能评估.
主要成果:
- 增加IL度削弱了结,降低了玻璃过渡温度,并抑制了相位分离.
- 纳米颗粒诱导了相分离,并增强了室温离子导电性和机械强度.
- 混合GPE在3.5V时表现出高能量密度 (183Wh kg-1) 和功率密度 (7kW kg-1).
- 超级电容器表现出极好的循环稳定性,在12000次循环后保持98%的电容.
结论:
- 开发的混合GPEs具有离子导电性和机械强度的独特组合.
- 纳米颗粒的结合是一种有效的策略,可以调整GPE的形态,并提高其电化学性能.
- 这些GPE是下一代全固态储能器件的有希望的候选者.
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