【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水泥基固态电解质及其制备方法、结构超级电容器，属于电化学储能。
技术介绍
1、近年来，由于能源消耗和碳排放等问题日益严峻，降低建筑行业能耗和碳排放迫在眉睫。根据国际能源署的数据，建筑为全世界核心能源消耗者之一，约占总能耗的三分之一，占碳排放的40％。因此，将建筑材料(如水泥，混凝土，砖等)开发成大型电化学储能装置是一种使建筑物实现自供电和绿色可持续发展的途径。通过与光伏板结合使用，光照充足时，将大量的太阳能储存于建筑物的墙壁和屋顶等结构中，缺乏光照时可为照明系统和其他控制器提供电能。从而缓解可再生能源与电力需求在时间和空间上不匹配的问题。
2、目前，使用水泥制备的水泥基固态电解质，水泥水化的过程中，水泥基固态电解质中的孔隙率难以控制，并且高浓度的碱性导电剂也会影响水泥基固态电解质的微观空隙结构，使水泥基固态电解质的孔隙率更加难以控制，致使采用水泥基固态电解质的超级电容器存在离子导电率低以及电化学性能差的问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供了一种水泥基固态电解质及其制备方法、结构超级电容器，所述水泥基固态电解质通过引入氧化还原添加剂使得水泥在水化的过程中形成孔径均匀的孔隙，达到适合的孔隙率，并且还增加了导电离子的数目，进而采用水泥基固态电解质制备的超级电容器具有高电子导电率以及优异的电化学性能。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种水泥基固态电解质的制备方法，包括以下步骤：
3、将水泥、聚合物、碱、氧化还原
4、将所述混合浆料置于模具中硬化成型，然后再进行养护，得到所述水泥基固态电解质；
5、其中，所述氧化还原添加剂选自1-丁基-3-甲基咪唑溴化物、1-丁基-3-甲基咪唑氯化物或1-丁基-3-甲基咪唑碘化物中的至少一种。
6、可选地，所述氧化还原添加剂的质量为所述水泥的质量的10％～30％。
7、可选地，所述聚合物选自聚丙烯酸、聚丙烯醇、聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺中的至少一种，所述聚合物的质量为所述水泥的质量的1～20％。
8、可选地，所述碱选自lioh、naoh或koh中的至少一种，所述碱的质量为所述水泥的质量的1.4～4.2％。
9、可选地，所述水的质量为所述水泥的质量的30～80％。
10、可选地，所述养护的条件为：温度19℃～25℃，相对湿度大于或等于90％，时间28天～56天。
11、根据本专利技术的第二方面，提供了一种根据上述制备方法得到的水泥基固态电解质，所述水泥基固态电解质满足以下条件：
12、(1)孔隙率为12.5～30％；
13、(2)抗压强度为5～14mpa；
14、(3)离子导电率为10～80ms·cm-1；
15、(4)所述水泥基固态电解质的内阻＜22ω。
16、根据本专利技术的第三方面，提供了一种结构超级电容器，包括正极、负极和固态电解质，所述正极、固态电解质和负极在延展方向上依次接触连接构成夹层式结构，其中，所述固态电解质选自上述的制备方法得到的水泥基固态电解质。
17、可选地，所述正极选自氧化石墨烯/镍钴复合电极材料，所述负极选自氧化石墨烯/镍复合电极材料。
18、可选地，所述结构超级电容器满足以下条件：
19、(1)比电容＞17.50f g-1；
20、(2)在0.1ag-1电流密度下，经过1000次恒定电流充放电测试后的电容保持率≥80％，库伦效率≥90％；
21、(3)接触电阻＜120ω。
22、本专利技术所述的水泥基固态电解质，通过引入氧化还原添加剂使得水泥基固态电解质形成孔径以20nm为主的多孔网络结构，孔隙分布均匀，为导电离子提供离子输运通道，提高导电离子在水泥基固态电解质中的迁移速率；同时，还提供了可发生氧化还原反应的离子，增加自由离子的数量，提升了电子导电率，此外，通过加入氧化还原添加剂还降低了水泥基固态电解质的内阻。进而，采用本专利技术的水泥基固态电解质制备的结构超级电容器具有高比电容，优异的循环稳定性和库伦效率，且电极与固态电解质之间具有更低接触电阻。
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1.一种水泥基固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化还原添加剂的质量为所述水泥的质量的10％～30％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物选自聚丙烯酸、聚丙烯醇、聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺中的至少一种，所述聚合物的质量为所述水泥的质量的1～20％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱选自LiOH、NaOH或KOH中的至少一种，所述碱的质量为所述水泥的质量的1.4～4.2％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水的质量为所述水泥的质量的30～80％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述养护的条件为：温度19℃～25℃，相对湿度大于或等于90％，时间28天～56天。
7.一种根据权利要求1至6任意一项所述的制备方法得到的水泥基固态电解质，其特征在于，所述水泥基固态电解质满足以下条件：
8.一种结构超级电容器，其特征在于，包括正极、负极和固态电解质，所述正极、固态电解质和
9.根据权利要求8所述的结构超级电容器，其特征在于，所述正极选自氧化石墨烯/镍钴复合电极材料，所述负极选自氧化石墨烯/镍复合电极材料。
10.根据权利要求8所述的结构超级电容器，其特征在于，所述结构超级电容器满足以下条件：
...【技术特征摘要】
1.一种水泥基固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化还原添加剂的质量为所述水泥的质量的10％～30％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物选自聚丙烯酸、聚丙烯醇、聚丙烯酸酯或聚丙烯酰胺中的至少一种，所述聚合物的质量为所述水泥的质量的1～20％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱选自lioh、naoh或koh中的至少一种，所述碱的质量为所述水泥的质量的1.4～4.2％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水的质量为所述水泥的质量的30～80％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述养护的条件为：温度19...
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