【摘 要】
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离子液体(ionic liquids,ILs)是指在接近室温或室温下呈液态的熔盐体系。离子液体具有可忽略的蒸汽压、高导电率、较高热稳定性和化学稳定性、极好的水溶性、宽的电化学窗口
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离子液体(ionic liquids,ILs)是指在接近室温或室温下呈液态的熔盐体系。离子液体具有可忽略的蒸汽压、高导电率、较高热稳定性和化学稳定性、极好的水溶性、宽的电化学窗口等独特的性质,因此受到广泛关注。聚离子液体(Poly(ionic liquid)s,PILs)是以离子液体单体为重复单元形成的聚合物骨架,兼具离子液体和聚合物的性质。以(聚)离子液体为基础合成的多功能凝胶,是将(聚)离子液体的特性引入凝胶,制备出新型的功能材料。由于(聚)离子液体阴阳离子之间的静电作用,赋予凝胶优异的导电性与自修复性能,在能源器件,如锂离子电池、超级电容器、电子皮肤等方面有着广泛的应用。本论文主要研究工作如下:1)利用静电作用与动态共价键制备了一种导电、可拉伸的、自修复离子凝胶。以双羟基的离子液体(DDPMIMC1)作为桥键,一方面双羟基基团与4-乙烯基苯硼酸(4-VPBA)形成动态共价硼酸酯,另一方面咪唑阳离子与磺酸根的静电作用,赋予凝胶优异的自修复性能。进一步由于磺酸根的存在,能够缓解带电负性的多硫化物的迁移,同时促进带正电的锂离子的移动,研究了该凝胶在锂硫电池中的潜在应用,表现出良好的电化学性能。2)设计并合成了一种基于咪唑型两性离子液体3-(1-乙烯基-3-咪唑基)丙磺酸根(ZIW)、丙烯酰胺(AM)、聚4-乙烯基吡啶(P4VP)的导电自修复锌离子双网络凝胶(Zn2+-DN gel)。以ZIW中咪唑阳离子与磺酸根阴离子之间形成搭扣式结构,提供静电作用,引入Zn2+与吡啶之间形成配位作用,二者赋予凝胶自修复性能。进一步组装了锌离子混合型超级电容器(Zn-HSC),研究了器件的自修复性能与电化学性能,在电子储能器件方面有着良好的应用前景。
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