【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于结构储能材料，尤其是涉及一种双网络聚合物固态结构电解质及其制备方法与应用。
技术介绍
1、大规模结构电化学储能技术与可再生电力能源在建筑领域中的应用是实现建筑物发电和储能的有效路径。水泥基材料作为建筑领域最常见的材料，因低成本、广泛易得、力学性能优异受到了结构储能领域的极大重视，以其作为结构储能的重要组成部分即结构电解质，引起了越来越多的关注。
2、结构电解质的选择会直接影响结构超级电容器的应用领域。对于建筑领域要用的结构超级电容器而言，对于结构电解质的要求主要集中在两个方面：(1)强度。作为建筑物的一部分拥有一定的强度是必不可少的，特别是当结构超级电容器作为建筑的结构构件，对强度的要求很高。(2)离子电导率。结构超级电容器首先应该具备电容器本身的优点，即较高的功率密度，这就意味着结构超级电容器需具备快速的离子响应能力。一方面是保证使用过程中能够快速为设备供电，另一方面是为了能够提高能量利用率，过高的电阻率将会导致过多的能量用于内阻消耗，从而无法为实际应用供电，因此期望的离子电导率越高越好。实际过程中，部分电解质的加入虽然提高了结构电解质的离子电导率，但会对结构电解质的机械性能产生明显影响，从而对建筑领域中的实际应用造成障碍，结构电解质的离子电导率和强度往往无法兼顾。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了兼顾结构电解质的离子电导率和强度而提供一种双网络聚合物固态结构电解质及其制备方法与应用。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现
3、一种双网络聚合物固态结构电解质，所述固态结构电解质包括双网络聚合物、水泥和强碱；所述双网络聚合物包括高分子导电聚合物和聚合物单体在固态结构电解质成型时原位聚合得到的聚合物。
4、进一步地，所述高分子导电聚合物为聚丙烯酰胺(pam)。
5、更进一步地，所述高分子导电聚合物占水泥的比例为1-5wt％，优选为4-5wt％。
6、进一步地，所述聚合物单体为丙烯酰胺(am)。
7、更进一步地，所述聚合物单体占水泥的比例为18-23wt％，优选为20wt％。
8、进一步地，所述水泥为硅酸盐水泥。
9、进一步地，所述强碱包括氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂中的一种或多种，优选为氢氧化钾(koh)。
10、进一步地，所述强碱占水泥的比例为5-7wt％，优选为6wt％。
11、本专利技术还提供一种双网络聚合物固态结构电解质的制备方法，包括以下步骤：将高分子导电聚合物、聚合物单体、引发剂和强碱分别溶于水，混合加入水泥中，搅拌得到双网络聚合物固态结构电解质。
12、进一步地，所述引发剂为过硫酸铵(asp)。
13、更进一步地，所述引发剂与聚合物单体的质量比为1:2～1:3，优选为1:2.5。
14、进一步地，控制水泥的最终水灰比为0.35-0.45，优选为0.4。
15、进一步地，所述搅拌的时间为2-5min。
16、本专利技术还提供一种双网络聚合物固态结构电解质在制备结构储能材料中的应用，尤其是制备结构超级电容器。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
18、(1)本专利技术通过在固体电解质中形成双聚合物网络结构，以兼顾结构电解质的离子电导率和强度。首先通过向水泥基材料中引入导电聚合物来提高结构电解质的离子电导率，另一方面充分利用导电聚合物为原位合成的聚合物充当交联剂，在水泥基结构电解质内部形成贯通的网络结构，在提升离子电导率的同时使得水泥化产物紧紧包裹在一起以提升机械性能，从而实现了结构电解质力学性能和电化学性能的一体化。
19、(2)本专利技术使用的硅酸盐水泥是一种最常见的建筑领域的胶凝材料，除了拥有较低的成本、广泛的获取来源和较高的强度外，还具有丰富的孔隙率。以其作为结构超级电容器的结构电解质使用，其较低的成本和较高的强度符合建筑领域大规模发展与应用的特点，且丰富的孔隙结构能够为离子存储提供更多空间，并作为离子迁移的通道。
20、(3)本专利技术的制备方法简单，仅需将所需原料与水泥混合搅拌即可，在水泥搅拌的过程中，释放的热量即可引发聚合物单体的原位聚合。
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1.一种双网络聚合物固态结构电解质，其特征在于，所述固态结构电解质包括双网络聚合物、水泥和强碱；
2.根据权利要求1所述的一种双网络聚合物固态结构电解质，其特征在于，所述高分子导电聚合物为聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种双网络聚合物固态结构电解质，其特征在于，所述高分子导电聚合物占水泥的比例为1-5wt％。
4.根据权利要求1所述的一种双网络聚合物固态结构电解质，其特征在于，所述聚合物单体为丙烯酰胺；所述聚合物单体占水泥的比例为18-23wt％。
5.根据权利要求1所述的一种双网络聚合物固态结构电解质，其特征在于，所述强碱包括氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂中的一种或多种；
6.一种如权利要求1-5任一项所述的双网络聚合物固态结构电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将高分子导电聚合物、聚合物单体、引发剂和强碱分别溶于水，混合加入水泥中，搅拌得到双网络聚合物固态结构电解质。
7.根据权利要求6所述的一种双网络聚合物固态结构电解质的制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵，引发剂与聚合物单体的质量
8.根据权利要求6所述的一种双网络聚合物固态结构电解质的制备方法，其特征在于，所述水泥为硅酸盐水泥，控制水泥最终的水灰比为0.35-0.45。
9.根据权利要求6所述的一种双网络聚合物固态结构电解质的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为2-5min。
10.一种如权利要求1-5任一项所述的双网络聚合物固态结构电解质在制备结构储能材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种双网络聚合物固态结构电解质，其特征在于，所述固态结构电解质包括双网络聚合物、水泥和强碱；
2.根据权利要求1所述的一种双网络聚合物固态结构电解质，其特征在于，所述高分子导电聚合物为聚丙烯酰胺。
3.根据权利要求1所述的一种双网络聚合物固态结构电解质，其特征在于，所述高分子导电聚合物占水泥的比例为1-5wt％。
4.根据权利要求1所述的一种双网络聚合物固态结构电解质，其特征在于，所述聚合物单体为丙烯酰胺；所述聚合物单体占水泥的比例为18-23wt％。
5.根据权利要求1所述的一种双网络聚合物固态结构电解质，其特征在于，所述强碱包括氢氧化钾、氢氧化钠或氢氧化锂中的一种或多种；
6.一种如权利要求1-5任一项所述的双网络聚合物固态...
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