[发明专利]一种电化学能源器件及其制备方法

权利要求书

1.一种电化学能源器件，其特征在于，所述电化学能源器件以碱性阴离子交换复合膜作为固态电解质和支撑层，且所述碱性阴离子交换复合膜为季铵化壳聚糖－聚乙烯醇膜。

2.根据权利要求1所述的电化学能源器件，其特征在于，所述电化学能源器件选自碱性燃料电池和柔性全固体超级电容器中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的电化学能源器件，其特征在于，所述碱性阴离子交换复合膜通过以下方法制备得到：

将壳聚糖、含有季铵基团的水溶性聚合物以及聚乙烯醇的混合溶液倒入模具中，干燥成膜，将所述膜剥离后，进行交联和离子交换处理，制备出碱性阴离子交换复合膜。

4.根据权利要求3所述的电化学能源器件，其特征在于，所述混合溶液的制备包括以下步骤：

将壳聚糖溶于醋酸溶液中，室温下搅拌均匀，加入含有季铵基团的水溶性聚合物的水溶液中，搅拌混合，与聚乙烯醇继续搅拌混合，得到均匀的混合溶液；

优选的，所述醋酸的浓度为1wt％－3wt％，所述壳聚糖、所述含有季铵基团的水溶性聚合物与所述聚乙烯醇三者的质量比为1：0.5：0.5－2。

5.根据权利要求4所述的电化学能源器件，其特征在于，所述含有季铵基团的水溶性聚合物包括聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚丙烯酰胺－co－二烯丙基氯化铵和氯化－1－乙烯基－3－甲基－1H－咪唑与1－乙烯基－2－吡咯烷酮的聚合物中的至少一种。

6.根据权利要求3所述的电化学能源器件，其特征在于，所述交联包括依次进行的物理交联和化学交联；

优选的，所述物理交联为：在100－160℃下交联1－2h；

优选的，所述化学交联为：采用2wt％－10wt％戊二醛丙酮溶液交联1－2h。

7.根据权利要求3所述的电化学能源器件，其特征在于，所述离子交换在氢氧化钾溶液中进行；

优选的，将所述膜置于浓度为1－5mol/L的氢氧化钾溶液中进行离子交换1－2天。

8.根据权利要求3所述的电化学能源器件，其特征在于，所述碱性阴离子交换复合膜的离子电导率最高达到0.0246S/cm。

9.一种根据权利要求1－8中任一项所述电化学能源器件的制备方法，其特征在于，包括：将季铵化壳聚糖－聚乙烯醇膜作为固态电解质和支撑层，置于两块钛板中间，制备得到柔性全固体超级电容器。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将碳纳米管溶液喷涂于钛板，晾干，将所述碱性阴离子交换复合膜置于两块钛板中间，制备得到柔性全固体超级电容器。