摘要
随着智能时代的到来，各种便携式个人电子设备层出不穷。为了满足这些电子产品的应用要求，其储能设备应具有形状适应性（如弯曲、折叠、扭曲、编织、穿戴和拉伸）、重量轻、超薄、尺寸小等特点。柔性锌离子电池因其价格低廉、安全性高等优点成为柔性储能器件领域的研究热点之一。作为柔性锌离子电池的重要组成部分，凝胶电解质对柔性储能器件的性能有着显著影响。聚乙烯醇（PVA）水凝胶由于其具有价格低廉、安全、结构稳定且亲水性好等优点已经被广泛研究并应用。但PVA凝胶电解质存在离子电导率低、低温性能差的缺点限制了它的使用。本文将PVA与其他单体进行共混，构建双网络凝胶电解质。同时，通过添加无机填料提高凝胶电解质的离子电导率。 采用一锅法制备PAS（PVA-AG-SDS）凝胶电解质，琼脂（AG）具有丰富的-OH，能够与凝胶电解质中游离的H2O产生氢键，进而锁住H2O。造孔剂十二烷基硫酸钠（SDS）能够产生大量气泡，使凝胶电解质变成疏松多孔的海绵，从而吸收更多的H2O。组装的Zn//PAS//β-MnO2电池具有33.5mScm-1的高离子电导率，在0.2Ag-1的电流密度下达到100mAhg-1的比容量。 采用一锅法制备PASMD（PVA-AG-SDS-MXene-DMSO）凝胶电解质，在PAS凝胶电解质的基础上，加入无机填料MXene材料，用于提高凝胶电解质的离子电导率；添加有机溶剂二甲基亚砜（DMSO），用于增强凝胶电解质的低温性能。将PASMD凝胶电解质与锌薄片组装对称电池，在常温下能够循环1200h，在低温下能够循环1000h。组装的Zn//PASMD//β-MnO2电池具有50.63mScm-1的高离子电导率。 采用两步法制备PMSID（PVA-PAM-SDS-IL-DMSO）凝胶电解质，先交联PVA再交联PAM。MXene虽然有很多优秀的性能，但是它易于氧化，所以将MXene换为离子液体（IL）1-丁基-3-甲基咪唑溴盐；另外选择丙烯酰胺作为双网络的另一个单体。组装的Zn//PMSID//β-MnO2电池有37.46mScm-1的离子电导率，在0.2Ag-1的电流密度下达到205mAhg-1的比容量，在经过不同电流密度的倍率性能测试后比容量还能够恢复到170mAhg-1。
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