pan基季铵盐凝胶聚合物电解质的制备及其在超级电容器中的应用

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5、电解质超级电容器具有不漏液、安全的优点，适应电器设备向小型化、超薄型化方向发展。季铵盐类产品一直沿着绿色环保、易生物降解、不含APEO、甲醛等危害自然环境和人类健康的方向发展。随着公共意识的提高，环保质量的要求，此类产品不断满足社会发展的需求。而且季铵盐电解质的原料易得，生产工艺流程简单，是未来凝胶聚合物电解质盐的一个理想方向。本文首先以聚丙烯腈（PAN）作为聚合物基体，选择三种不同结构的季铵盐作为电解质盐：链状型季铵盐四乙基四氟硼酸铵（TEABF4）、及环状型季铵盐四氟硼酸螺环季铵盐（SBPBF4）和双草酸硼酸螺环季铵盐（SBPBOB），以二甲基亚砜(DMSO)作为增塑剂，制备了三种

6、不同的PAN基季铵盐凝胶聚合物电解质。将制备好的凝胶聚合物电解质分别组装成模拟超级电容器，采用交流阻抗（EIS）、循环伏安（CV）和充放电（GCD）等电化学测试方法对凝胶聚合物电解质的电化学性能进行了测试分析，并且采用了红外（FI-TR）、热重（DG-DTG）进行表征分析。实验结果表明，PAN/TEABF4凝胶聚合物电解质本体电阻Rb最小、电导率最大；PAN/TEABF4、PAN/SBPBF4、PAN/SBPBOB凝胶聚合物电解质的电化学稳定窗口分别为2.7V、2.6V、2.5V；PAN/TEABF4凝胶聚合物电解质的综合性能最佳，其比电容可达27.59F/g，能量密度可达100.57

7、5J/g，功率密度为0.675KW/Kg，循环寿命最好。由PAN/季铵盐凝胶聚合物电解质的红外光谱分析得知PAN与TEABF4很好的复合在一起，并保持原有的分子结构；螺环季铵盐SBPBF4和SBPBOB相互作用对PAN结构的影响较为明显。由PAN/季铵盐凝胶聚合物电解质的TG-DTG图可知，PAN/季铵盐凝胶聚合物电解质具有良好的热稳定性。然后，在前文基础上，探讨了制备PAN/TEABF4凝胶聚合物电解质的最佳工艺条件，并研究了加入无机填料纳米