本发明涉及聚合物材料技术领域,尤其涉及一种电解质膜、电容器件。
背景技术
本部分旨在为权利要求书及具体实施方式中陈述的本发明实施例的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
传统储能器件中,多采用聚合物和金属盐合成的固态聚合物电解质,固态聚合物电解质有着机械强度高,反应活性低和装配性好的特点。但是固态聚合物电解质室温下电导率较低,限制了储能器件的性能。近几年,柔性储能器件由于其结构简单且可变形弯曲的特点,正在受到广泛的关注和研究。柔性储能器件一般由两层电极和一层电解质组成。当前柔性储能器件的研究主要关注于获得高性能的柔性电极,比如基于碳纳米材料(碳布、碳纳米管、石墨烯等)制备的各种自支撑柔性薄膜电极或者柔性基底负载的薄膜电极以及相关复合材料。但是,电解质同样是决定储能器件性能的一个关键因素。尤其在柔性储能器件中,电解质的性能将直接影响器件的储能性能和其力学柔性性能。
技术实现要素:
鉴于此,有必要提供一种电解质膜以及电容器件,能够提高储能器件的性能。
本发明提供一种电解质膜:所述电解质膜通过聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵与双三氟甲烷磺酰亚胺锂以预设条件反应、干燥处理得到,所述聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的化学分子式为(c8h16nn(cf3so2)2)n,所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂的化学分子式为lin(cf3so2)2。
进一步的,在本发明实施例提供的上述的电解质膜中,所述预设条件包括:
将聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵溶解于有机溶剂中,然后加入双三氟甲烷磺酰亚胺锂进行反应,所述有机溶剂包括丙酮。
进一步的,在本发明实施例提供的上述的电解质膜中,所述预设条件还包括:反应过程中进行搅拌或超声混匀;所述干燥处理包括室温下蒸发溶剂、对室温下蒸发后的溶剂进行第一次干燥得到电解质膜以及对电解质膜进行第二次干燥。
进一步的,在本发明实施例提供的上述的电解质膜中,所述聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵通过基体与锂盐反应生成,其中,基体为聚二烯丙基二甲基氯化铵,锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂,化学反应方程为:
nlin(cf3so2)2+(c8h16ncl)n=(c8h16nn(cf3so2)2)n+nlicl
其中,所述聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵为白色沉淀,通过固液分离法分离出白色沉淀,并利用去离子水清除白色沉淀上的多余氯化锂。
进一步的,在本发明实施例提供的上述的电解质膜中,所述基体的平均分子量为40-50万。
进一步的,在本发明实施例提供的上述的电解质膜中,所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂与聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的质量比为0wt%-20wt%。
进一步的,在本发明实施例提供的上述的电解质膜中,所述电解质膜的x射线衍射分析最高峰的强度范围为(1245,2490),所述电解质膜的电化学阻抗的实部范围为(0,3.5m),其中,所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂与聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的质量比为20wt%时,所述电解质膜的电导率为1.00×10-3scm-1。
本发明再一方面还提供一种电容器件,所述电容器件包括上述任一项所述的电解质膜、正电极和负电极。
进一步的,在本发明实施例提供的上述电容器件中,所述电解质膜放置在所述正电极和所述负电极之间。
进一步的,在本发明实施例提供的上述电容器件中,所述正电极或所述负电极由活性炭、聚偏氟乙烯树脂、炭黑、n-甲基吡咯烷酮反应所得的浆料涂覆在金属箔上制成。
本发明提供一种电解质膜、电容器件,所述电解质膜具有较高的离子电导率和电化学稳定性,利用本发明提供的电解质膜,能够提高储能器件的性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的电解质膜的示意图。
图2为本发明实施例提供的电解质膜的x射线衍射分析图谱。
图3(a)为本发明实施例提供的电解质膜的电化学阻抗图谱。
图3(b)为将图3(a)选中区域进行放大的示意图。
图4(a)为本发明实施例提供的以双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)质量比20%的电解质膜制备的电容器在充电电压为0.85v时的恒电流充放电曲线图。
图4(b)为本发明实施例提供的以双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)质量比20%的电解质膜制备的电容器在充电电压为2v时的恒电流充放电曲线图。
图5(a)为本发明实施例提供的电容器在充电电压为0.85v时的初始10次和最后10次充放电曲线对比示意图。
图5(b)为本发明实施例提供的电容器在充电电压为2v时的初始10次和最后10次充放电曲线对比示意图。
图6(a)为本发明实施例提供的电容器在充电电压为0.85v时的不同电压及扫描速率下的循环伏安曲线图。
图6(b)为本发明实施例提供的电容器在充电电压为0.85v时循环1000次之后的循环伏安曲线图。
图6(c)为本发明实施例提供的电容器在充电电压为2v时不同电压及扫面速率下的循环伏安曲线图。
图6(d)本发明实施例提供的电容器在充电电压为2v时循环1000次之后的循环伏安曲线图。
主要元件符号说明
无。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明实施例的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施方式中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明实施例,所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明实施例保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本发明实施例。
本发明实施例提供一种电解质膜,所述电解质膜通过聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵与双三氟甲烷磺酰亚胺锂以预设条件反应、干燥处理得到。具体的,将聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵溶解于有机溶剂中,然后加入双三氟甲烷磺酰亚胺锂进行反应,所述有机溶剂可以包括丙酮溶液。反应过程中可以通过剧烈搅拌处理或者超声混匀,以得到更均匀的混合液,其中,搅拌处理的时长可以为6-8小时。所述干燥处理可以包括室温(一般为25摄氏度)下蒸发溶剂、对室温下蒸发后的溶剂进行第一次干燥得到电解质膜,将得到的电解质膜放在真空干燥箱中,对电解质膜进行第二次干燥,第二次干燥的温度可以为40-60摄氏度,时长可以为6-8小时,最后可以将得到的电解质膜保存于手套箱中备用。所述聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的化学分子式为(c8h16nn(cf3so2)2)n,所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂的化学分子式为lin(cf3so2)2。所述聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵为白色沉淀。所述聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵可以通过基体与锂盐反应生成,其中,基体为聚二烯丙基二甲基氯化铵(平均分子量为40-50万),锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂,化学反应方程为:
nlin(cf3so2)2+(c8h16ncl)n=(c8h16nn(cf3so2)2)n+nlicl
所述氯化锂为白色晶体,具有潮解性,易溶于水、乙醇、丙酮等有机溶剂。可以理解的是,可以通过固液分离法分离出白色沉淀,并利用去离子水清除白色沉淀上的多余氯化锂(licl)。在清除白色沉淀上的多余氯化锂之后,还可以将沉淀置于真空干燥箱中干燥一天,干燥的温度可以为100-140摄氏度。
本实施方式中,所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂与聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的质量比为0wt%-20wt%。对双三氟甲烷磺酰亚胺锂与聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的质量比为0wt%-20wt%的电解质膜进行x射线衍射分析最高峰,其最高峰强度为(1245,2490),所述电解质膜的电化学阻抗的实部范围为(0,3.5m),其中,所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂与聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的质量比为20wt%时,所述电解质膜的电导率为1.00×10-3scm-1。
本发明实施例还提供一种电容器件,所述电容器件包括所述电解质膜、正电极和负电极。将一片所述电解质膜放置在所述正电极与所述负电极之间,充分压紧,可以得到具有良好电极-电解质接触的双层电容器。所述正电极或所述负电极可以由活性炭、聚偏氟乙烯树脂、炭黑、n-甲基吡咯烷酮反应所得的浆料涂覆在金属箔上制成。所述金属箔可以包括铝箔、铜箔等。具体的,以铝箔为例,所述电极的制备方法可以包括:将活性炭(ac)、聚偏氟乙烯树脂poly(vinylidenefluoride)、炭黑(ab)以80:10:10的质量比混合加入n-甲基吡咯烷酮中,充分搅拌至形成均匀的浆料;将电极浆料刮涂在铝箔上并在110℃下干燥,然后通过压轧增强浆料与铝膜的结合度;将电极切成平均质量载荷为4.27mg/cm2的薄片。
图1是本发明实施例提供的电解质膜的示意图。如图1所示,电解质膜呈半透明状,并且具有良好的机械性能。将所述电解质膜进行弯曲操作,可以发现,所述电解质膜在弯曲操作后没有裂纹产生。
图2为本发明实施例提供的电解质膜的x射线衍射分析图谱。应当理解,x射线衍射分析是指利用x射线在晶体物质中的衍射效应进行物质结构分析的技术。每一种结晶物质,都有其特定的晶体结构,包括点阵类型、晶面间距等参数。用具有足够能量的x射线照射试样(例如,本发明实施例所采用的试样为电解质膜),试样中的物质受激发,会产生二次荧光x射线。晶体的晶面反射遵循布拉格方程:2dsinθ=nλ。λ是x射线的波长,θ是衍射角,d是结晶面间隔,n是整数。波长λ可用已知的x射线衍射角测定,进而求得面间隔,即结晶内原子或离子的规则排列状态。将求出的衍射x射线强度和面间隔与已知的表对照,即可确定试样结晶的物质结构,此即定性分析。从衍射x射线强度的比较,可进行定量分析。如图2所示,横轴表示衍射角度,纵轴表示衍射x射线强度。在图2中分别列出了双三氟甲烷磺酰亚胺锂的x射线衍射分析图谱、双三氟甲烷磺酰亚胺锂质量比为0(纯电解质膜)时的电解质膜的x射线衍射分析图谱、加入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之五时的聚合物电解质的x射线衍射分析图谱、加入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之十时的聚合物电解质的x射线衍射分析图谱、加入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之十五时的聚合物电解质的x射线衍射分析图谱、加入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之二十时的聚合物电解质的x射线衍射分析图谱的情况(在图2中从下往上排列,也即图2中的最上面表示加入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之二十时的聚合物电解质的x射线衍射分析图谱)。由图2可以看出,随着双三氟甲烷磺酰亚胺锂的加入,双三氟甲烷磺酰亚胺锂的含量增加,图2中所示的峰型有明显改变,包括:所有的晶型峰强度降低且宽化,结晶度逐渐降低。说明随着双三氟甲烷磺酰亚胺锂添加比例的增大,电解质膜中的无定形材料比例增大,无定形度提升。当双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比超过百分之十五时,所有的晶型峰的强度又开始增大,结晶度开始增大,无定形度开始降低。由此可见,当双三氟甲烷磺酰亚胺锂质量比为百分之十五时(如图2中从上往下数第二个图谱所示),电解质膜的无定形度最佳。无定形材料的增加有利于离子导电的进行,因而双三氟甲烷磺酰亚胺锂的加入可提高电解质膜的导电性能。应当理解,对无定形合金的“无定形”的量度可以是无定形度。无定形度可根据结晶度的程度来进行测量。例如,在一实施方式中,具有低程度的结晶度的合金可被认为具有高的无定形度。
图3(a)为本发明实施例提供的电解质膜的电化学阻抗图谱。图3(b)为将图3(a)选中区域进行放大的示意图。如图3(a)、图3(b)所示,随着锂离子质量比的增加(也即双三氟甲烷磺酰亚胺锂质量比的增加),电解质膜中载流子数量以及迁移率都得到极大的提升,因此可以看到电解质膜的电阻呈数量级下降,室温下双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)质量比为20%的电解质膜的电导率达到了1.00×10-3scm-1,可满足实际应用中柔性储能器件的要求。所述电导率是指用来描述物质中电荷流动难易程度的参数。
电解质膜的电导率可以通过下式计算得到:
其中:σ为电导率、rb为体电阻、t为电解质膜厚、a为电极/电解质接触面积。本实施方式中,所述电极/电解质膜接触面积可以为0.785cm2。
图4(a)为本发明实施例提供的以双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)质量比20%的电解质膜制备的电容器在充电电压为0.85v时的恒电流充放电曲线图,图4(b)为本发明实施例提供的以双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)质量比20%的电解质膜制备的电容器在充电电压为2v时的恒电流充放电曲线图。如图4(a)所示,电容器在充电电压为0.85v时,除第一次循环以外,所述电容器的第10、第100、第500和第1000次恒电流的充电曲线与他们相对应的放电曲线几乎是对称的,表明电容器具有高的库伦效率。且除了第一次循环以外,所述电容器的第10、第100、第500和第1000次恒电流充放电曲线几乎相互重叠,表明所述电容器在充放电循环中具有出色的稳定性。如图4(b)所示,电容器在充电电压为2v时,分别确定所述电容器的第10、第100、第500和第1000次循环的恒流充放电曲线,也显示出接近线性的曲线和对称的充电-放电曲线,表明电容器仍然较高的库伦效率。然而,第1000个循环的充电加放电时间明显短于先前的循环,这意味着在该较高的充电电压下循环时电容器件的稳定性会存在恶化。
图5(a)为本发明实施例提供的电容器在充电电压为0.85v时的初始10次和最后10次充放电曲线对比示意图,图5(b)为本发明实施例提供的电容器在充电电压为2v时的初始10次和最后10次充放电曲线对比示意图。如图5(a)所示,当电容器在充电电压为0.85v时,初始10次和最后10次充放电时分别有0.1-0.12v的电压激增和0.08-0.1v的电压突降。由于电容器件的内阻引起的欧姆损耗,内阻由电极材料的电阻,电解质的体电阻以及集电器与电极材料之间以及电极与电解质之间的界面电阻引起。目前工作中的内阻很小,表明在充电和放电过程中浪费的能量更少。值得注意的是,最后10个周期的内阻增加或下降小于前10个周期的内阻增加或下降,这意味着由于界面接触的增强,在1000次循环之后内部电阻降低。此外,所有的放电曲线几乎是平行的,这意味着电容器件的比电容没有明显的变化。相比之下,如图5(b)所示,当电容器在充电电压为2v时,最后10个周期的充电加放电时间显然小于前10个周期的充电加放电时间,这意味着器件最后10个周期的比电容小于最初10个周期的比电容。因此,电容器在此较高的充电电压下表现出较低的容量保持率。然而,最后10次循环中的充放电曲线仍然是对称的,这意味着即使在2v充电时,电容器也能保持接近100%的库伦效率。
图6(a)为本发明实施例提供的电容器在充电电压为0.85v时的不同电压及扫描速率下的循环伏安曲线图。图6(b)为本发明实施例提供的电容器在充电电压为0.85v时循环1000次之后的循环伏安曲线图。图6(c)为本发明实施例提供的电容器在充电电压为2v时不同电压及扫面速率下的循环伏安曲线图。图6(d)本发明实施例提供的电容器在充电电压为2v时循环1000次之后的循环伏安曲线图。如图6(a)、图6(c)所示,曲线在低扫描速率下呈现完全对称且完美的矩形形状而没有氧化还原峰,进一步意味着理想的电容行为和低欧姆电阻,即移动离子可以以恒定扫描速率扩散并且在具有低内阻的电解质-电极界面处形成双电层。然而在高扫描速率(9mv/s和11mv/s)下,cv曲线表现出轻微的偏差,可能是由于器件中等效串联电阻较低。如图6(b)、图6(d)所示,在循环1000次后曲线依然保持矩形,并且第1次和第1000次循环之间仅有少许偏差,这意味着电容器具有优异的比电容保持率。
实施例
为让本发明更明显易懂,以下特举较佳实施例,作详细说明,本发明的保护范围不受以下实施例的限制。凡在本发明的精髓和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1:
将15g的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶解于50ml去离子水中形成双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液,并将15g的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶解于50ml去离子水中形成聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液;在所述聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中滴入所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液形成第一混合溶液;搅拌所述第一混合溶液至所述第一混合溶液中出现有白色沉淀,所述白色沉淀为聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵;分离所述第一混合溶液与所述白色沉淀,并用去离子水清洗所述白色沉淀,以去除多余氯化锂;将清洗后的所述白色沉淀以100℃干燥24小时;获取干燥处理后粉末状态下的所述白色沉淀,并将5g的白色沉淀的粉末搅拌溶解于丙酮溶液;将0.25g的双三氟甲烷磺酰亚胺锂加入到溶解了白色沉淀的粉末的所述丙酮溶液中并搅拌6小时,形成第二混合溶液;干燥所述第二混合溶液,得到电解质膜。将得到的电解质膜放在真空干燥箱中以40摄氏度干燥6小时,最后可以将得到的电解质膜保存于手套箱中备用。在上述实施例1的电解质膜制备过程中,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂与聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的质量比为百分之五(0.25/5=0.05)。
根据电解质膜的x射线衍射分析图谱中可以看出,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之五时,最高峰的强度范围为(2075,2490)。根据电解质膜的电化学阻抗图谱,以电化学阻抗的实部为例,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之五时的电解质的电化学阻抗的实部范围在(0,700k)之间(电化学阻抗为向量,可以用复数形式表示。复数由实部和虚部组成)。
实施例2:
将15g的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶解于50ml去离子水中形成双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液,并将15g的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶解于50ml去离子水中形成聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液;在所述聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中滴入所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液形成第一混合溶液;搅拌所述第一混合溶液至所述第一混合溶液中出现有白色沉淀,所述白色沉淀为聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵;分离所述第一混合溶液与所述白色沉淀,并用去离子水清洗所述白色沉淀,以去除多余氯化锂;将清洗后的所述白色沉淀以110℃干燥24小时;获取干燥处理后粉末状态下的所述白色沉淀,并将5g的白色沉淀的粉末搅拌溶解于丙酮溶液;将0.5g的双三氟甲烷磺酰亚胺锂加入到溶解了白色沉淀的粉末的所述丙酮溶液中并搅拌7小时,形成第二混合溶液;干燥所述第二混合溶液,得到电解质膜。将得到的电解质膜放在真空干燥箱中以50摄氏度干燥7小时,最后可以将得到的电解质膜保存于手套箱中备用。在上述实施例2的电解质膜制备过程中,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂与聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的质量比为百分之十(0.5/5=0.1)。
根据电解质膜的x射线衍射分析图谱中可以看出,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之十时,最高峰的强度范围为(1660,2075)。根据电解质膜的电化学阻抗图谱,以电化学阻抗的实部为例,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之十时的电解质的电化学阻抗的实部范围在(0,6000)之间。
实施例3:
将15g的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶解于50ml去离子水中形成双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液,并将15g的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶解于50ml去离子水中形成聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液;在所述聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中滴入所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液形成第一混合溶液;搅拌所述第一混合溶液至所述第一混合溶液中出现有白色沉淀,所述白色沉淀为聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵;分离所述第一混合溶液与所述白色沉淀,并用去离子水清洗所述白色沉淀,以去除多余氯化锂;将清洗后的所述白色沉淀以120℃干燥24小时;获取干燥处理后粉末状态下的所述白色沉淀,并将5g的白色沉淀的粉末搅拌溶解于丙酮溶液;将0.75g的双三氟甲烷磺酰亚胺锂加入到溶解了白色沉淀的粉末的所述丙酮溶液中并搅拌8小时,形成第二混合溶液;干燥所述第二混合溶液,得到电解质膜。将得到的电解质膜放在真空干燥箱中以60摄氏度干燥8小时,最后可以将得到的电解质膜保存于手套箱中备用。在上述实施例3的电解质膜制备过程中,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂与聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的质量比为百分之十五(0.75/5=0.15)。
根据电解质膜的x射线衍射分析图谱中可以看出,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之十五时,最高峰的强度范围(1245,1660)。根据电解质膜的电化学阻抗图谱,以电化学阻抗的实部为例,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之十五时的电解质的电化学阻抗的实部范围在(0,500)之间。
实施例4:
将15g的双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶解于50ml去离子水中形成双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液,并将15g的聚二烯丙基二甲基氯化铵溶解于50ml去离子水中形成聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液;在所述聚二烯丙基二甲基氯化铵溶液中滴入所述双三氟甲烷磺酰亚胺锂溶液形成第一混合溶液;搅拌所述第一混合溶液至所述第一混合溶液中出现有白色沉淀,所述白色沉淀为聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵;分离所述第一混合溶液与所述白色沉淀,并用去离子水清洗所述白色沉淀,以去除多余氯化锂;将清洗后的所述白色沉淀以140℃干燥24小时;获取干燥处理后粉末状态下的所述白色沉淀,并将5g的白色沉淀的粉末搅拌溶解于丙酮溶液;将1g的双三氟甲烷磺酰亚胺锂加入到溶解了白色沉淀的粉末的所述丙酮溶液中并搅拌8小时,形成第二混合溶液;干燥所述第二混合溶液,得到电解质膜。将得到的电解质膜放在真空干燥箱中以55摄氏度干燥8小时,最后可以将得到的电解质膜保存于手套箱中备用。在上述实施例4的电解质膜制备过程中,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂与聚二烯丙基二甲基双三氟甲烷磺酰亚胺铵的质量比为百分之二十(1/5=0.2)。
根据电解质膜的x射线衍射分析图谱中可以看出,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之二十时,最高峰的强度范围(2075,2490)。根据电解质膜的电化学阻抗图谱,以电化学阻抗的实部为例,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之二十时的电解质的电化学阻抗的实部范围在(0,250)之间。
综合实施例1至4中的电解质膜,可得:根据电解质膜的x射线衍射分析图谱中可以看出,掺入双三氟甲烷磺酰亚胺锂的质量比为百分之零时,晶型峰的强度较高,最高峰的强度范围为(2075,2490)。可以理解的是,随着双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)的加入,电解质膜的无定形度得到提升,也即电解质膜的导电性能得到提高。
根据电解质膜的电化学阻抗图谱可以得到,随着双三氟甲烷磺酰亚胺锂(litfsi)的加入,电解质膜的电化学阻抗呈现下降趋势(电解质膜中载流子数量以及迁徙率都得到提升),可满足应用中柔性储能器件的要求。
对于本领域技术人员而言,显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制,尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。