羧基改性聚乙烯醇硼酸钾水凝胶电解质制备及应用研究

以聚乙烯醇(PVA)与羧基改性聚乙烯醇(CMPVA)为基体,通过原位电沉积法在活性炭电极表面分别制备出聚乙烯醇硼酸钾(PVAPB)水凝胶电解质(HGE)和羧基改性聚乙烯醇硼酸钾(CMPVAPB)HGE。对这两种HGE的结构、形貌、热稳定性和电化学性能进行研究和对比。结果表明:两种HGE均具有稳定的化学结构,并表现出良好耐热性及优异的电化学性能;与PVAPB HGE相比,CMPVAPB HGE与电解质盐的相容性更好,电解质盐浓度更高。由CMPVAPB HGE组装的超级电容器(SC),其离子电导率(1.23×10^(–3)S/cm)和比容量(94.9F/g)高于PVAPB HGE组装的SC(分别为1.11×10^(–3) S/cm和90.6 F/g)。

纳米二氧化硅改性PVAPB水凝胶电解质及其在超级电容器中的应用

采用纳米二氧化硅(SiO2)对原位电沉积所制备的聚乙烯醇硼酸钾(PVAPB)水凝胶电解质(HPE)进行掺杂改性,并对掺杂前后的电解质进行结构、形貌、热性能以及电导率进行分析。结果显示掺杂前后电解质都具有稳定的化学结构,SiO2的加入会增加HPE的盐含量,促进离子的解离和运动。改性后的PVAPB HPE离子电导率达到了1.59 mS/cm。由SiO2改性PVAPB HPE组装的超级电容器在1.0 A/g的电流密度下具有75.6 F/g的比容量,且时间常数为33.3 s。相比于未改性的超级电容器的容量提高了13.5%,时间常数缩短了一半。同时,使用SiO2掺杂改性HPE的超级电容器也体现出优异的倍率性能。