硅酸盐水泥基复合电解质的制备及其在建筑储能器件中的应用

近几年,将水泥基复合材料用于建筑储能已成为研究热点之一。本文将硅酸盐水泥、丙烯酰胺(AM)混合制备了一种优化的水泥基复合结构电解质,并研究了AM质量分数分别为0%、25.0%、27.5%、30.0%、32.5%和35.0%时对结构电解质的离子电导率、力学性能及微观结构的影响。研究结果表明,增加AM的掺量有助于提高硅酸盐水泥基复合电解质的离子电导率,同时会不可避免地降低电解质的抗压强度。当AM掺量为30.0%时,可以使离子电导率和抗压强度达到理想平衡,抗压强度高达41.1 MPa,离子电导率最大为22.47 mS·cm^(-1)。此外,对结构电解质与还原氧化石墨烯(rGO)电极组装成一体式的结构超级电容器进行了一系列电化学性能测试,发现AM掺量为30.0%的硅酸盐水泥基复合电解质构成的结构超级电容器的面积比电容最大可以达到96.8 mF·cm^(-2)。在恒定电流为0.1 mA·cm^(-2)下充放电循环5000次后,该结构超级电容器的面积比电容值保持率为91.08%,该结构超级电容器在建筑储能领域具有广阔的应用前景。