Bacterial Cellulose/Zwitterionic Dual-network Porous Gel Polymer Electrolytes with High Ionic Conductivity

Bacterial cellulose(BC)was innovatively combined with zwitterionic copolymer acrylamide and sulfobetaine methacrylic acid ester[P(AM-co-SBMA)]to build a dual-network porous structure gel polymer electrolytes(GPEs)with high ionic conductivity.The dual network structure BC/P(AM-co-SBMA)gels were formed by a simple one-step polymerization method.The results show that ionic conductivity of BC/P(AM-co-SBMA)GPEs at the room temperature are 3.2×10^(-2) S/cm@1 M H_(2)SO_(4),4.5×10^(-2) S/cm@4 M KOH,and 3.6×10^(-2) S/cm@1 M NaCl,respectively.Using active carbon(AC)as the electrodes,BC/P(AM-co-SBMA)GPEs as both separator and electrolyte matrix,and 4 M KOH as the electrolyte,a symmetric solid supercapacitors(SSC)(AC-GPE-KOH)was assembled and testified.The specific capacitance of AC electrode is 173 F/g and remains 95.0%of the initial value after 5000 cycles and 86.2%after 10,000 cycles.

磷化物及磷基复合材料在二次电池中的研究进展

二次电池是最主要的能量储存器件之一,其在绿色环保、能量密度、使用寿命等各方面都表现出了较大的优越性,因此在手机、笔记本电脑等一系列的现代电子产品中被广泛使用。目前,二次电池也已经被引进到新能源汽车、储能等一些新的行业领域中,对其性能提出了越来越高的要求。电极材料作为电池的重要组成部分之一,对电池的各方面性能都承担着关键性的作用。金属磷化物成本低,理论容量高,工作电位低,是一种很有前途的二次电池阳极候选材料。主要介绍了金属磷化物的制备方法,并总结了磷化物及磷基复合材料作为电极材料在二次电池中的研究进展、存在的问题以及改进方法,同时对金属磷化物的未来发展作了展望。

柔性二次电池的研究进展

随着制造技术的飞速发展,便携式电子设备正朝着柔性化、轻质化、微型化及智能化方向发展,能够弯曲、折叠、扭曲、拉伸等协调变形的柔性电子设备应运而生。柔性二次电池作为新型柔性电子设备的关键部件,得到了越来越多的关注。传统二次电池无法与柔性电子设备相适配,因此,开发柔性二次电池具有重要的科学价值和现实意义。近年来,柔性二次电池已经取得了一些实质性的进展。基于金属材料、碳材料等的柔性电极在二次电池中扮演着举足轻重的角色;凝胶类的聚合物电解质也因其力学性能优异、安全性高、电导率良好等特点得到广泛研究;此外,集流体材料在经过一系列合理结构设计后也满足了柔性的需求。本文从电极材料、电解质材料和集流体三个方面总结了柔性二次电池的研究进展,重点介绍了柔性电极材料的最新研究成果,提出了一些可构建柔性二次电池关键组分的材料及其未来研究方向,对制约柔性二次电池发展和商业化的瓶颈问题进行了探讨,旨在为柔性二次电池的进一步发展提供参考。

基于超级电容器的MnO2二元复合材料研究进展

MnO2作为典型的超级电容器赝电容材料具有成本低、比电容高等优点,但其导电性能差、工作过程中结构不稳定等缺点严重影响其电化学性能。目前,将MnO2与其它材料复合制备二元复合材料是改善其电化学性能的有效手段之一。本文综述了基于超级电容器的MnO2与双电层、MnO2与赝电容二元复合材料国内外的研究进展,对比分析了MnO2二元复合材料的电化学性能。综合分析表明,MnO2与赝电容电极材料复合能够通过协同作用,进一步提高复合材料电化学性能;"核-壳"异质结构可以起到缓冲与支撑作用,增加复合材料的结构稳定性。因此,构建"核-壳"结构的MnO2与赝电容复合电极材料会成为今后的研究热点。

凝胶聚合物电解质在二次电池的研究进展

近年来,由于电子器件发展迅猛,所以对其储能装置提出更加严格的要求,二次电池作为目前的主流储能产品,其发展对科技进步也发挥着极为重要的作用,而电解质作为电池的重要组成部分之一,对电池的各方面性能都承担着关键性的作用,凝胶聚合物电解质以其较高的电导率,及较好的力学性能和优异安全性成为当前电解质研究的焦点。本文总结了近年来聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯/聚偏二氟乙烯-六氟丙烯和生物基凝胶聚合物电解质在二次电池上的研究进展,主要介绍了上述聚合物电解质基体的基本特质,并探讨了目前凝胶聚合物电解质存在的问题以及改进方法,通过添加辅助成分及对基体的结构改性,可有效地提高电解质的性能,同时对凝胶聚合物电解质的未来发展做了展望。

电化学法制备石墨烯基复合材料及其在超级电容器中的研究进展

石墨烯及其复合材料作为一种新型功能材料在能量存储领域受到广泛的关注。电化学制备技术相比于其他的制备手段具有安全、高效、绿色的优点。本文综述了电化学法制备石墨烯/纳米金属复合材料、石墨烯/金属氧化物(氢氧化物)复合材料、石墨烯/聚合物复合材料等的研究进展及其在超级电容器上的应用,以期为电化学制备石墨烯及其复合材料在超电领域的研究提供参考。

凝胶聚合物电解质在固态超级电容器中的研究进展

固态超级电容器作为超级电容器的一种结构分支,因其具有安全、环境友好等优点而成为研究热点。固态超级电容器(SSCs)要求电解质具有低电子电导率、室温下高离子电导率和良好的力学性能等特点。凝胶聚合物电解质(GPE)是固态聚合物电解质中离子电导率较高的一种,既无电解质泄漏的风险,也不具有水系电解质的毒性或有机系电解质的易燃性。GPE根据溶剂类型分为水凝胶聚合物电解质、有机凝胶聚合物电解质、离子液凝胶电解质,凝胶聚合物电解质主要由聚合物基体、添加剂、导电盐组成。GPE既是离子导电的介质,又起到隔膜的作用。本文综述了GPE在SSCs中的最新研究进展,并指出GPE未来研究发展趋势。

基于超级电容器的多孔电极材料研究进展

目前,对能源的需求急剧增加,超级电容器作为绿色储能器件备受关注。超级电容器按储能机理可分为双电层电容器及法拉第赝电容器两种。双电层电容器的电极材料主要由炭基材料组成,法拉第赝电容器的电极材料主要由导电聚合物及金属氧化物构成;炭基材料与导电聚合物或金属氧化物等复合产生的协同作用可获得更优异的电化学性能。多孔电极材料由于其大的比表面积、独特的多孔结构、多样化的组成和优异的电子导电性而引起了广泛的关注。总结了具有微观多孔结构的超级电容器材料的制备方法以及结构-性能的关系,对比指出多孔超级电容器电极材料因其更高的比表面积和孔隙率而更有利于获得高性能超级电容器。

可拉伸全固态超级电容器的研究进展

随着制造技术的飞速发展,便携式电子设备正朝着可拉伸化、轻质化、微型化及智能化方向发展,能够拉伸、弯曲、折叠的可拉伸电子设备应运而生。与普通的超级电容器不同,可拉伸全固态超级电容器具有更强的抗变形能力,因在穿戴以及医疗等领域的潜在应用而受到广泛关注。本文通过对近期相关文献的讨论,综述了可拉伸全固态超级电容器的研究与发展现状,简要介绍了全固态超级电容器,重点介绍了可拉伸凝胶电解质,包括水凝胶、有机凝胶和离子凝胶三个体系,同时还着重总结了可拉伸电极的研究现状,包括基于凝胶、基于弹性基底及基于结构设计的可拉伸电极,讨论了可拉伸全固态超级电容器在未来发展中面临的一些挑战及未来发展方向,指出了可拉伸全固态超级电容器的研究重点在于提高能量密度、实用性以及多功能性,以期望能够激发更多的创新研究以推动可拉伸超级电容器的发展与实际应用。