PVA基納米復(fù)合離子凝膠的制備與性能.pdf

1、離子液體是指在室溫或接近室溫下呈現(xiàn)液態(tài)的、完全由陰陽離子所組成的鹽，也稱為低溫熔融鹽。將離子液體通過物理或化學(xué)方法引入到機(jī)械性能良好的聚合物體系，可制成新型的聚合物功能材料---離子凝膠，由于其具有高的電導(dǎo)率、良好的機(jī)械性能、較好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的安全性，是一種具有良好應(yīng)用前景的新型電解質(zhì)材料，如可用于制作新型太陽能電池、鋰電池、超級電容器、人工肌肉和電致變色裝置。本文以聚乙烯醇(PVA)為基體，離子液體作為電解質(zhì)，并通過引入新型無機(jī)納

2、米顆粒---埃洛石納米管(HNTs)，最終制備出高性能的納米復(fù)合離子凝膠電解質(zhì)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過定向凝固方法以及抽真空方法制備了高性能離子液體(ILs)基的高度有序蜂窩狀微孔的、聚乙烯醇(PVA)為支架的納米復(fù)合高分子電解質(zhì)(NCPE)。電化學(xué)測試表明，離子液體基納米復(fù)合高分子電解質(zhì)具有顯著的各向異性，并且它的離子電導(dǎo)率在30 ℃平行于凝固的方向上可以達(dá)到5.2×10-3 S/cm，這比在30 ℃垂直于凝固方向的電

3、導(dǎo)率9.6×10-6S/cm高出了500多倍。更重要的是，通過在材料中添加HN Ts，最終得到的離子液體基納米復(fù)合高分子電解質(zhì)具有極薄的通道墻壁(60-100nm)，可以表現(xiàn)出高達(dá)46.5 MPa的壓縮模量，并且動態(tài)模量在200 ℃可以達(dá)到107Pa。⑵通過液晶自組裝和機(jī)械剪切法制備出有序微結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)的離子凝膠，并且對納米復(fù)合離子凝膠的凝膠化、液晶性能、熱穩(wěn)定性能和離子電導(dǎo)率等做了全面的表征。研究表明，納米復(fù)合離子凝膠具有良好的熱穩(wěn)

4、定性能，并且在較寬的溫度范圍內(nèi)具有液晶相。高度有序納米結(jié)構(gòu)可以明顯的提高離子電導(dǎo)率，即使HNTs含量達(dá)到60 wt％時，室溫電導(dǎo)率也可以達(dá)到10-3S/cm。并且通過機(jī)械剪切法可以制備出具有高各向異性離子電導(dǎo)率的液晶納米復(fù)合離子凝膠。鋰離子電池測試結(jié)果表明基于離子凝膠制備的凝膠聚合物電解質(zhì)具有高容量和循環(huán)性能。⑶通過溶液共混法與機(jī)械剪切法，制備出具有高力學(xué)強(qiáng)度和高電導(dǎo)率的PVA/HNTs/AMIMC l納米復(fù)合離子凝膠，并且對納米復(fù)合離