[发明专利]一种共混物、共混物膜及其制备方法和在超级电容器中的应用

说明书

本发明公开了一种共混物、共混物膜及其制备方法和在超级电容器中的应用，具体地说是以聚芳醚砜为基体，以聚乙烯吡咯烷酮与其共混得到电解质膜的制备方法；首先将2‑甲基对苯二酚，4,4’‑二氯二苯砜聚合得到甲基聚芳醚砜，再将其进行溴化，得到具有溴甲基官能团的聚芳醚砜；之后通过DMSO将聚乙烯吡咯烷酮和溴化的聚芳醚砜溶解，通过流延法制膜，形成两种材料共混的共混物膜。所述共混物膜具有良好的力学性能和离子传导率，可作为一种优良的电解质膜应用于超级电容器中。

技术领域

本发明涉及超级电容器技术领域，特别是涉及一种共混物、共混物膜及其制备方法和在超级电容器中的应用。

背景技术

随着科学技术的快速发展，现代中的环境问题日趋严重，如温室效应、水土流失、水质污染等一系列问题影响着人们的生活。而造成当今世界污染的原因，一大部分在于消耗能源所产生的废弃物质。传统的能源中，煤炭的燃烧与石油的开采为现代经济带来飞速增长的同时，也导致了现代一系列环境问题的出现，就连电池也曾经引发过汞中毒等一系列问题。于是，对于能源提供，绿色环保的走向成为了现代能源研究的一个重要课题，开发如风力发电、太阳能等新型绿色环保的可持续型能源、建造环境友好型社会，成为了人们对于可持续发展需求的重要研究。

在新型的能源储备设备里，电池和电容器两者在生活生产中占据了大多数地位。而目前研究中已有研究者开发出性能介于两者之间的超级电容器，这种器件的存在弥补了电池和电容器在一些应用领域的空缺，同时这种器件对于环境造成的污染比较小，也比电池拥有更加环保的性能，成为了一代新型环境友好型能源装置。并且，基于超级电容器具有较高的电容量和功率密度，拥有循环使用寿命较长，并且不会造成污染等优良性能，目前已在汽车、相机、通讯设备以及军工领域等作为电源使用。

而在超级电容器中，按照结构可将其分为电极、电解液、以及用于隔离两个电极、同时传输离子的隔膜部分。其隔膜本身是超级电容器结构中不可或缺的构成内容之一，其材料的选用直接对电容器的整体性能起着至关重要的影响作用。隔膜的主要作用是分隔电解质溶液，防止正负电极相互接触造成短路。同时，隔膜还是电容器中离子的传输通道，为电解液中离子的迁移提供传输的路径。也就是说，作为隔膜材料，要满足其一定的力学强度，同时还要尽可能获得更高的离子传导率。而在电容器的研究领域中，这是一对矛盾点，想要获得更好的离子传导率，需要加入更多的盐提供离子，但是盐的成分比例提高，会导致整个体系变得更脆，力学性能下降。于是，追求更高的离子传导率，同时寻找其他方法保障电容器隔膜的机械强度，成为发展超级电容器隔膜材料的一大方向。

发明内容

本发明的目的是针对隔膜材料中高离子传导率的探究以及机械强度的问题，提供一种共混物、共混物膜及其制备方法，所述共混物膜具有良好的电化学性能以及力学性能，其制备方法简便易行。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种共混物，所述共混物由溴化聚芳醚砜PAES-Br和聚乙烯吡咯烷酮PVP进行共混，所述共混物中包含PAES-Br和PVP在共混时发生反应生成的PAES-PVP。

在上述技术方案中，所述溴化聚芳醚砜PAES-Br的结构式为：

所述PAES-PVP的结构式为：

本发明的另一方面，所述共混物的制备方法，包括以下步骤：

将所述溴化聚芳醚砜PAES-Br与聚乙烯吡咯烷酮PVP按质量比1：(0-1)混合，其中聚乙烯吡咯烷酮PVP的质量不为0，加入二甲基亚砜DMSO中进行溶解，20-60℃下进行搅拌20-30h，形成均相，得到共混物。

一种共混物膜，所述共混物膜按照以下方法制备：

将所述共混物倒在玻璃板上，在真空条件下，于60-100℃下烘干10-15h，得到共混物膜。