[发明专利]一种新型凝胶电解质的制备及其在超级电容器领域的应用

说明书

本发明提供一种新型的凝胶电解质及其制备方法，属于电解质制备技术领域。该凝胶电解质包括如下组分：磷酸；丙烯酰胺（Am）；水；本发明还提供一种新型凝胶电解质的制备方法，并与活性炭电极组装了一系列的超级电容器。该凝胶电解质在150℃下，传导能达到110 mS/cm，用该凝胶电解质组成的超级电容器的也表现出良好的电化学性能。

技术领域

本发明属于电解质制备技术领域，特别涉及一种新型凝胶电解质的制备及其在超级电容器领域的应用。

背景技术

随着可穿戴柔性智能设备的不断涌现,体积小、质量轻、柔性的储能器件成为当前大家密切关注的研究领域；超级电容器是一种具有高功率、高安全性、宽温度使用范围和长循环寿命等优点的电化学储能器件；柔性超级电容器是指在弯曲、扭曲甚至拉伸的状态下仍然可以工作的柔性储能器件,尤其适合应用于可穿戴设备；

超级电容器主要由电极、隔膜电解质组成；并且电解质对于超级电容器起着至关重要的作用，电解质对于电容器的性能（电容、电压和长期稳定性能）有重要的影响；因此，开发具有柔性、高电化学稳定性的电解质材料是极为重要的，它是影响超级电容器容量和储能性能的关键。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种新型的凝胶电解质的制备，该凝胶电解质具有良好的尺寸稳定性，拉伸性能，同时，该制备方法工艺简单、成本低；除此之外，在本发明的另一个方面，还组装了超级电容器，其包括一种本发明的离子凝胶电解质和活性炭电极；

本发明首先提供一种新型凝胶电解质，该凝胶电解质组分组成：磷酸，丙烯酰胺（Am），去离子水（DI）。

本发明还提供一种新型凝胶电解质及其制备方法，包括如下：

步骤一：首先对丙烯酰胺单体进行溶解，溶剂为去离子水，加入交联剂（N,N-亚甲基双丙烯酰胺）和引发剂（偶氮二异丁腈），并搅拌2小时；

步骤二：将步骤一得到的溶液，倒入到特定的模具中，得到凝胶聚合物；

步骤三：将步骤二得到的凝胶聚合物用清水洗涤，放在60℃的真空烘箱中24小时，得到干燥的聚丙烯酰胺；

步骤四：在室温下,将步骤三得到的干燥的聚丙烯酰胺，浸泡在去离子水中，过滤，将其在冷冻干燥的环境中3天；

步骤五：将步骤四得到的聚丙烯酰胺，浸泡到质量分数为85%的磷酸中，浸泡3天。

本发明还提供一种由新型凝胶电解质和活性炭电极组装超级电容器的制备方法，包括如下：

步骤一：活性物质为活性炭（YP-80），导电剂为导电炭黑，粘结剂为PTFE乳液，用N-甲基吡咯烷酮作为溶剂;按活性炭:乙炔黑:粘结剂=8:1:1(质量比)混匀，加入少许NMP搅匀成制成浆液;泡沫镍为集流体，将混浆涂在泡沫镍集流体，烘干做电极；

步骤二：将步骤一制得的活性炭电极和本发明中的新型凝胶电解质组装成固态超级电容器。

本发明的有益效果

本发明首先提供一种超级电容器中的新型凝胶电解质，本发明首先提供一种新型凝胶电解质，该凝胶电解质组分组成：磷酸，丙烯酰胺（Am），去离子水（DI）。通过冻干法制备的凝胶电解质，有更强的吸收磷酸的能力，提高了离子凝胶电解质的传导能力；

本发明提供超级电容器中的新型凝胶电解质的制备方法，本发明制备的离子凝胶电解质的性能优异，原料易得，成本低廉，易于产业化，可应用于超级电容器等储能器件领域；

其次，本发明还提供一种由新型凝胶电解质和活性炭电极组装超级电容器的制备方法。制备的凝胶型的超级电容器具有具有较高的电化学性能。

具体实施方式