- 课题背景
1.1选题意义
化石能源枯竭问题促使风能、太阳能、地热能等可再生清洁能源的不断发展，迫切需要发展与之配套的储能系统。因此，关于储能方面的研究受到了广泛的关注。在已开发的众多储能系统中，电化学储能具备效率高、维护方便等优点，因此最具潜力。锂离子电池自从1991年商业化以来，已取得巨大成功，锂离子是电动汽车动力电池的最佳选择。随着锂电池的大规模制备，锂的需求量必然增加，而金属锂的储量有限。同时，金属锂的价格不断攀升，锂电池的成本将持续增加。作为新一代的电池，钠离子电池被认为是锂离子电池未来的替代者，其工作原理和锂离子电池的原理相似，在性能研究和材料研发方面具有一定共性。目前，钠离子电池正负极材料研究和开发应用。如果将传统的有机电解液替换为聚合物电解质，制备固态钠电池，将同时解决有机电解液带来的易燃、易爆等安全问题，提高电池的稳定性，给予电池较好的柔韧性和更高的能量密度。未来，制备低成本、高性能、大功率、长寿命、高安全、环境友好的固态钠离子电池将是其重点的发展方向。
2.离子液体聚合物
2.1离子液体概述
离子液体(Ionic liquids, ILs)也叫室温熔融盐，是一类组成只包含阴离子和阳离子的低熔点物质，由于其优异的性能（低蒸气压、高闪电、不挥发、不易燃、高热稳定性、电导率高等）和离子结构设计的多样性吸引了研究者们的广泛兴趣。离子液体种类很多，按阳离子分类，主要有季铵盐类、季磷盐类、季硫盐类和氮杂环类，其中氮杂环类研究的较多，包括咪唑类、吡啶类及吡咯类。如今ILs已在很多领域得到了应用与发展，例如，催化[1]、有机高分子化学与电化学[2]、能源[3]、纳米技术和生物技术[4]等。由于其液态属性，离子液体通常是作为增塑剂加入聚合物电解质中，用来降低聚合物的非晶区含量以及作为导电通路来提升电解质离子电导率的，其优势主要在于：（1）自身可以导电，对于无机盐和聚合物的溶解性好，能够显著提高聚合物电解质的离子电导率；（2）热分解温度高、不易燃，正好规避了传统有机电解质中溶剂易燃烧、易挥发的安全隐患；（3）化学稳定好、电化学稳定窗口宽，为电池在极端环境下的使用提供基础；（4）蒸汽压低，基本无挥发，环境友好[5]，符合绿色化学的发展理念。美国航空化学研究中心Wilkes等研究的BIME电池正是使用了离子液体 [EMIM]BF4作为增塑剂。Hui Yang等利用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[BMIM]BF4）离子液体的不挥发和不可燃等优点，作为凝胶聚合物电解质的增塑剂，制备了性能优异的PVDF-HFP/PMMA 凝胶聚合物电解质。
2.2离子液体聚合物电解质概述
常规聚合物基体与离子液体复合制备的GPE会存在相容性的问题，于是人们提出，将离子液体结构作为主链的重复单元，制备离子液体聚合物（Polymerized Ionic Liquids, PILs）（PILs），采用与离子液体分子结构相似的骨架，能够提高基体与离子液体增塑剂的相容性，克服容易出现相分离导致的离子液体泄漏等问题。PILs是一类高分子链上至少含有一个离子中心，具有与常见离子液体结构类似的聚合物[6]。由于存在种类不同的阳离子、阴离子以及不同的聚合物主链和构造，以至于合成出的聚合物离子液体的种类及其丰富。PILs常用作生物聚合物中的特殊溶剂与聚合工艺中的助催化剂和引发剂等[7]。在后来的研究中，发现将PILs应用于电解质方面，电性、稳定性、选择性和催化性都有所提高，因此在电池、电容等领域有着良好的应用前景。
2.3离子液体聚合物电解质分类
按照离子液体在电解质体系中存在的方式将离子液体聚合物电解质划分为两种类型：
第一类是：离子液体分子与聚合物分子之间只存在分子间的相互作用力，而无化学键作用，离子液体分子被聚合物分子网络包住而不能流走，即称为含离子液体的聚合物电解质。
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