一种具有超高强度的热可逆水凝胶电解质及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可用于超级电容器的兼具超高强度和韧性的热可逆水凝胶电解质及其制备方法。制备方法包括：以聚乙烯醇和明胶为原料制备具有物理交联结构的聚乙烯醇/明胶复合水凝胶，然后通过溶液置换法，将复合水凝胶内部的部分溶剂用磺基琥珀酸盐置换，再通过调整浸泡时间，获得可用于超级电容器的兼具超高强度和韧性的热可逆聚乙烯醇/明胶复合水凝胶电解质。再将聚乙烯醇/明胶复合水凝胶电解质和聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)薄膜电极组装获得超级电容器，制备的超级电容器能适应复杂的形变并保证稳定的能量输出，甚至在强烈的外部刺激条件下，器件依旧可以正常运行，在柔性可穿戴器件方面具有非常大的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种具有超高强度的热可逆水凝胶电解质及其制备方法
本专利技术属于新能源材料领域，具体涉及一种具有超高强度的热可逆水凝胶电解质、制备方法及其在超级电容器领域的应用。
技术介绍
近年来，可穿戴电子设备逐渐进入公众视野，但要真正实现大规模的应用，器件需要满足以下条件：高强度和耐久性，优异的柔性以及安全性。对于可穿戴电子设备的供能系统，同样需要满足以上条件。超级电容器由于具有超高的功率密度和优异的循环稳定性，被广泛用作可穿戴电子设备的供能系统。然而，目前大多数柔性超级电容器仍然存在一些问题：(1)很难适应由于身体运动带来的任意形变，只能实现一些简单的形变；(2)无法在强烈的外部刺激条件下保持稳定的能量输出。水凝胶是一类由亲水聚合物通过共价或非共价交联构成的含有大量溶剂水的三维网状聚合物。这种独特的结构赋予水凝胶类似于固体的机械性能和类似于液体的离子传输性能，使水凝胶成为柔性储能器件(超级电容器、水系锂离子电池、锌离子电池等)电解质材料的理想选择。然而，传统的水凝胶电解质通常机械强度和韧性较差，并且很难实现循环利用，因而严重限制了其在柔性储能设备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有超高强度的热可逆水凝胶电解质，其特征在于：它的制备方法包括如下步骤：/n(1)将聚乙烯醇水溶液加热至80～100℃，搅拌60～90min后获得均匀聚乙烯醇水溶液，再将均匀的聚乙烯醇水溶液冷却至室温后加入明胶，在50～70℃搅拌后获得均匀混合溶液，然后将混合溶液经30～60min超声脱泡处理后倒入到模具中，再将混合溶液经过1～4次冷冻后再解冻过程获得聚乙烯醇/明胶复合水凝胶；/n(2)将磺基琥珀酸水溶液与碱或金属氧化物混合后获得磺基琥珀酸盐溶液；/n(3)将步骤(1)获得的聚乙烯醇/明胶复合水凝胶浸泡在步骤(2)获得的磺基琥珀酸盐溶液中5～360min后获得具有超高强度和韧性的热可逆...

【技术特征摘要】
1.一种具有超高强度的热可逆水凝胶电解质，其特征在于：它的制备方法包括如下步骤：
(1)将聚乙烯醇水溶液加热至80～100℃，搅拌60～90min后获得均匀聚乙烯醇水溶液，再将均匀的聚乙烯醇水溶液冷却至室温后加入明胶，在50～70℃搅拌后获得均匀混合溶液，然后将混合溶液经30～60min超声脱泡处理后倒入到模具中，再将混合溶液经过1～4次冷冻后再解冻过程获得聚乙烯醇/明胶复合水凝胶；
(2)将磺基琥珀酸水溶液与碱或金属氧化物混合后获得磺基琥珀酸盐溶液；
(3)将步骤(1)获得的聚乙烯醇/明胶复合水凝胶浸泡在步骤(2)获得的磺基琥珀酸盐溶液中5～360min后获得具有超高强度和韧性的热可逆聚乙烯醇/明胶复合水凝胶电解质。


2.根据权利要求1所述的一种具有超高强度的热可逆水凝胶电解质，其特征在于：步骤(1)所述的聚乙烯醇水溶液的质量浓度为5％～15％。


3.根据权利要求1所述的一种具有超高强度的热可逆水凝胶电解质，其特征在于：步骤(1)所述的加入明胶与聚乙烯醇质量比为0.1～0.5:1。


4.根据权利要求1所述的一种具有超高强...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵宾，鲁楠，李磊博，姜迪，陈卓奇，张淑玲，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22