PVA基聚合物電解質膜的制備及其電化學性能研究.pdf

1、超級電容器因其具有高功率密度、高能量密度、充放電時間短、工作溫度范圍廣、無漏液等優點，已成為當下研究的熱點，在電動汽車、消費型電子產品、新能源發電、生物傳感器等諸多領域有著十分重要的應用。電解質是超級電容器中關鍵的組成之一。PVA基聚合物電解質膜具有較高的電導率，又具有良好的機械性能，為超級電容器向柔性、全固態等方向發展提供了新的電解質。
　　本論文以 PVA為基體制備了三種不同的聚合物電解質膜。利用 XRD、FT-IR、TGA等

2、手段對聚合物電解質膜的組成、結構和熱穩定性等進行表征；運用交流阻抗、循環伏安法和恒電流充放電對聚合物電解質膜進行電化學性能測試。并研究了環境中相對濕度的變化對聚合物電解質膜質子電導率的影響。結果如下：
　?。?）以PVA為基體，引入Keggin型雜多酸硅鎢酸為質子源，采用溶液澆鑄法制備PVA-STA聚合物電解質膜。XRD、FT-IR表征結果證實了STA摻雜到PVA基體中。隨著摻雜硅鎢酸量增加，電解質膜的熱穩定性提高。當m（PVA）

3、:m（STA）=1:8時，在室溫下其電導率達到最大值，為2.7×10-2S/cm，在相同的掃描速度下，其比容量也最大，為43.9μF/cm2；該電解質膜具有良好的電化學穩定性，但相對濕度的變化對聚合物電解質膜的電導率的影響比較大。
　?。?）制備并研究了 PVA-H3PO4-STA聚合物電解質膜?？疾榱?H3PO4含量對PVA-H3PO4-STA聚合物電解質膜的質子電導率大的影響。當 STA含量不變時，隨H3PO4含量增加，電解質

4、膜的電導率先增大后減??；當m（PVA）: m（H3PO4）: m（STA）=1:4:8時，在室溫下電導率達到最大值，為5.5×10-2S/cm，在相同的掃描速度下，其比容量也最大，為68.8μF/cm2；在0.05mA/cm2恒定電流密度下對四種不同組分PVA-H3PO4-STA（1:2:8）、PVA-H3PO4-STA（1:3:8）、PVA-H3PO4-STA（1:4:8）和PVA-H3PO4-STA（1:5:8）聚合物電解質膜進行了

5、恒流充放電測試，這四種聚合物電解質膜對應的電壓降依次為0.25V、0.24V、0.20V和0.23V，研究表明電解質膜的電導率越高，其對應的電壓降越??；循環伏安測試PVA-H3PO4-STA（1:4:8）聚合物電解質膜，結果表明具有很好的電化學穩定性。
　?。?）以戊二醛為交聯劑制備交聯的PVA-H3PO4-CS聚合物電解質膜。同樣用XRD、FT-IR、TGA對電解質膜進行表征；在室溫下測試其質子電導率，達到9.1×10-2S/c