导电性,灵活性和粘合性,用于超级电容器的离子交叉连接的素-多烯酸水凝

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:

• 水凝电解质对于灵活的超级电容器至关重要,但其机械性能差,能量密度低.
• 传统的水凝需要改进,以满足现代电子设备的需求.

研究的目的:

• 为灵活的超级电容器制造一种高导电性和机械坚固的水凝电解质.
• 为了研究一种新型聚烯酸-硫酸-Al3+ (PAA-LS-Al3+) 水凝的性能.

主要方法:

• 使用聚烯酸,硫酸盐和Al3+制造PAA-LS-Al3+水凝.
• 优化LS与水的比率和AlCl3·6H2O度,以实现快速聚合.
• 离子导电性,拉伸强度和压力强度的表征.

主要成果:

• 该PAA-LS-Al3+水凝实现了5.80S·m-1的离子导电性和显著的机械强度 (420.64kPa拉力,2860kPa压力).
• 使用这种水凝的超级电容器的特定电容量为306.19 F·g-1,能量密度为27.22 Wh·kg-1,功率密度为2398.39 W·kg-1.
• 超级电容器在5000个循环后保持了78.1%的电容保持率,并具有99.8%的库伦比效率.

结论:

• PAA-LS-Al3+水凝表现出优异的离子导电性,机械性能和电化学性能.
• 这种水凝具有很大的潜力,可用于长期和稳定的灵活电源的实际应用.