基于超级电容器的电解质研究

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1、－口＞７ｒｒｒｒ＼ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡ硕±学位论文ｔＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳｍ论文题目基于超级电容器的电解质妍究学科专业光学工程学号２０１２２１０５０巧５作者姓名指导教师徐建华教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书

2、而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说巧并表示谢意。＾作者签名日期月日：式／歹年（＾含论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）／、作者签名导师签名：—／托ｊ斗八ｆ年曰期：身／月＾曰分类号密级注1UDC学位论

3、文基于超级电容器的电解质研究（题名和副题名）夏曼（作者姓名）指导教师徐建华教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业光学工程提交论文日期2015.04.14论文答辩日期2015.05.26学位授予单位和日期电子科技大学2015年06月答辩委员会主席谢光忠教授评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。THEPREPARATIONANDINVESTIGATIONOFELECTROLYTEFORSUPERCAPACITORAPPLICATIONSAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicSciencean

4、dTechnologyofChinaMajor:OpticalEngineeringAuthor:XiaManAdvisor:Prof.XuJianhuaSchool:SchoolofOptoelectronicInformation摘要摘要凝胶聚合物电解质是制备超级电容器的关键材料，是超级电容器领域的研究热点。但是凝胶聚合物电解质在实际应用之中还存在很多不足之处，如离子电导率、热稳定性、电化学稳定性等方面还需要进一步的改进和提高。本论文重点研究了PVDF-HFP基凝胶聚合物电解质的性能，并通过无机掺杂和改性来提高其性能。以下为本论文的主要内容：1.采用溶液流延法制备PVDF-H

5、FP基凝胶聚合物电解质，其室温电导率最高可达到3.76mS/cm，电化学窗口为3.2V；使用纳米Al2O3对PVDF-HFP/Al2O3进行掺杂，当纳米Al2O3的质量为聚合物基体材料质量的8%时，复合凝胶聚合物电解质膜的室温离子电导率可以达到4.12mS/cm，电化学窗口为3.4V，并且两种凝胶聚合物电解质电导率与温度的关系符合阿伦尼乌斯理论。将制备的电解质与电极组装成模拟超级电容器，PVDF-HFP和PVDF-HFP/Al2O3为电解质的超级电容器2和18.36mF/cm2，纳米Al其双电极电容分别为10.36mF/cm2O3的掺入改善了器件的电容性能。2.通过与PMMA共混

6、，对PVDF-HFP基凝胶聚合物电解质进行改性，当PMMA的含量为聚合物材料总质量的20%时，电解质的室温电导率最高可以达到4.12mS/cm，电化学窗口可以提高到3.6V；对改性之后的PVDF-HFP/PMMA凝胶聚合物电解质也进行无机掺杂，当纳米Al2O3的质量为聚合物基体材料质量的8%时，PVDF-HFP/PMMA/Al2O3复合凝胶合物电解质的室温电导率提高到4.31mS/cm，电化学窗口为3.9V，凝胶聚合物电解质电导率与温度的关系也符合阿伦尼乌斯理论。改性之后的PVDF-HFP/PMMA凝胶聚合物电解质超级电容器的2，PVDF-HFP/PMMA/Al双电极电容提高到为

7、13.6mF/cm2O3复合凝胶合物电解质膜双电极电容为21.36mF/cm2，说明对凝胶聚合物电解质改性和复合之后，在提高了电解质电导率的同时也提高的超级电容器的性能。3.采用扫描电子显微镜（SEM）、傅立叶红外光谱（FTIR）、热失重（TGA）和差示扫描量热（DSC）等表征方法对凝胶聚合物电解质膜进行表征。研究结果表明凝胶聚合物电解质膜都具有微孔结构，电解质各组分相溶性好，分布均匀，没有相分离；改性之后的PVDF-HFP/PMMA凝胶聚合物电解质膜的热分解温度较低，但是降低了