PAMPS基復(fù)合凝膠聚電解質(zhì)的制備與性能研究.pdf

1、凝膠聚電解質(zhì)(GPE)具有接觸緊密、可靠性高和無液體泄漏等優(yōu)點，在充電電池、光電顯示、超級電容器等能源存儲領(lǐng)域特別是柔性器件中應(yīng)用優(yōu)勢明顯。其離子電導(dǎo)率一般在10-4～10-3 S/cm之間，相比吸收有機溶劑的凝膠材料，水凝膠類聚電解質(zhì)成本低、環(huán)保而有更好的應(yīng)用前景。本文制備以聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)(PAMPS)為基體材料，以鈉基蒙脫土(Na-MMT)為增強材料的復(fù)合GPE，并研究聚乙烯醇(PVA)對其改性的影響，在提高離子

2、電導(dǎo)率的同時改善其機械性能，使其滿足在超級電容器中的應(yīng)用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用溶液澆鑄法制備PAMPS/MMT復(fù)合GPE，探究了引發(fā)劑KPS、交聯(lián)劑MBA以及Na-MMT的最佳用量比，Na-MMT的添加有效地提高了PAMPS的離子電導(dǎo)率和機械強度，當(dāng)用量在5～7wt.％時，其最高離子電導(dǎo)率為5.91×10-2 S/cm，最大拉伸強度為8.3MPa。FTIR、XRD等方法對材料結(jié)構(gòu)的表征顯示Na-MMT在PAMPS基體中

3、呈剝離狀態(tài)。TGA分析表明Na-MMT的添加提高了PAMPS的熱穩(wěn)定性。對其電化學(xué)性能的研究表明，基于PAMPS/MMT復(fù)合GPE的超級電容器，其電極比電容值為22 F/g，高于PAMPS凝膠聚電解質(zhì)的20 F/g;1000次充放電穩(wěn)定性測試后，前者的比電容值保留率為90％，而后者卻不到原來的70％。⑵采用溶液澆鑄法制備PAMPS/PVA/MMT半互穿網(wǎng)絡(luò)型(s-IPN)復(fù)合GPE，探究了引發(fā)劑KPS、交聯(lián)劑MBA、PVA/AMPS配比

4、及Na-MMT的最佳用量比，PVA、Na-MMT的添加有效提高了PAMPS和PAMPS/MMT復(fù)合GPE的離子電導(dǎo)率和機械強度，當(dāng)PVA/AMPS配比為0.8∶1、Na-MMT含量為7wt.％時，其最高離子電導(dǎo)率為6.4×10-2 S/cm，最大機械強度為24.3MPa。FTIR、XRD等方法對材料結(jié)構(gòu)的表征顯示PAMPS/PVA具有半互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，Na-MMT在PAMPS/PVA基體中呈剝離狀態(tài)。TGA分析表明PAMPS/PVA