一种基于高拉伸水凝胶电解质的柔性超级电容器文献综述

 2021-12-25 15:51:53

全文总字数:2225字

文献综述

1.1研究背景和意义水凝胶是具有三维网格结构的交联聚合物,并且含水量丰富,是一种软物质,它能够在水中溶胀至平衡并保持大量水分,但是又不溶解于水,体现了它优异的吸水保水性和凝胶稳定性,是一种重要的功能高分子材料,日常生活中常见到的水凝胶材料:农用保水剂、抗旱保水剂、尿片、面膜、隐形眼镜等。

传统的液体电解质会漏液,携带不便,不适合可穿戴设备大的开发,水凝胶电解质在便携性和安全性方面具有显著的优势,水凝胶电解质是通过聚乙烯醇和聚乙二醇和戊二醛的化学交联反应制备的,社会发展也越来越注重材料对环境的影响以及待解决的能源危机,水凝胶聚合物电解质由于易加工、低污染、防泄漏的特点,引入导电介质制成具有导电性的水凝胶材料成为了研究热点,因此有必要对其进行深入研究。

当前,随着经济的快速发展,智能电子设备频繁出现,人们对其性能要求也较高。

以水凝胶为基质设计的导电水凝胶电子材料取得迅速发展,在柔性电子领域如电子皮肤、柔性传感器和柔性超级电容器等方面表现出广阔的应用前景[1,2,3]。

柔性超级电容器就是其中之一,它是通过将化学交联的水凝胶电解质与导电共聚物电极结合而制成的,柔性超级电容器(便携式能量储存设备)由于其灵活性高、充放电速度快、功率密度大、绿色环保、安全性高、成本低等优越性能[4],成为了具有很大应用前景的能量储存设备,慢慢出现在大众的视野中,也引起了很多研究者的兴趣。

在各种柔性储能器件中,水凝胶电解质超级电容器表现出优异的电化学性能,并因其良好的柔性、导电性和稳定性而受到广泛关注[5,6],,柔性超级电容器被广泛应用于身体运动检测[7]、疾病诊断[8]、软机器人[9]、和人工智能设备[10]等。

1.2、国内外研究现状水凝胶材料由于其独特的性能以及在工业,农业,医疗等方面巨大的应用前景,最近几年被广泛的研究与报道。

水凝胶的力学强度一直是研究热点与难点,提高水凝胶力学强度并且将其应用在一些前沿的电子设备领域如超级电容器等,也是近些年的研究热门。

常规的化学交联水凝胶在机械性能和功能性应用方面十分受限。

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