柔性抗冻水凝胶电解质的快速制备与性能研究

TQ317%TB35; 以丙烯酰胺(AM)作为聚合单体加入交联剂亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)、引发剂过硫酸铵(APS)与L型卡拉胶(LC)和氯化钾(KCl)通过一锅法交联聚合制备出复合水凝胶(PAM-LC).为了拓展该水凝胶作为电解质在极寒条件下的应用,研究了锂盐浓度及浸泡时间对提高PAM-LC基水凝胶电解质的抗冻性、导电性及机械稳定性的影响.结果表明:未浸泡过的水凝胶在-12.68 ℃时会发生冻结,而经过在氯化锂溶液中浸泡的水凝胶在-75 ℃下都不会发生冻结,且通过电化学阻抗EIS的测试,可以得出在-30 ℃的环境下凝胶导电率可以达到8.03 ms/cm,并且在室温下也能达到22.77 ms...

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Published in功能材料 Vol. 55; no. 6; pp. 6202 - 6211
Main Authors 格格塔娜, 贺日东, 冀国俊
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 内蒙古工业大学化工学院,呼和浩特 010051 30.06.2024
Subjects
freezing resistance
电解质
conductivity
hydrogel
mechanical stability
导电性
机械稳定性
水凝胶
electrolyte
抗冻性
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ISSN1001-9731
DOI10.3969/j.issn.1001-9731.2024.06.026

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Summary:TQ317%TB35; 以丙烯酰胺(AM)作为聚合单体加入交联剂亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)、引发剂过硫酸铵(APS)与L型卡拉胶(LC)和氯化钾(KCl)通过一锅法交联聚合制备出复合水凝胶(PAM-LC).为了拓展该水凝胶作为电解质在极寒条件下的应用,研究了锂盐浓度及浸泡时间对提高PAM-LC基水凝胶电解质的抗冻性、导电性及机械稳定性的影响.结果表明:未浸泡过的水凝胶在-12.68 ℃时会发生冻结,而经过在氯化锂溶液中浸泡的水凝胶在-75 ℃下都不会发生冻结,且通过电化学阻抗EIS的测试,可以得出在-30 ℃的环境下凝胶导电率可以达到8.03 ms/cm,并且在室温下也能达到22.77 ms/cm,具有良好的导电性能.通过机械性能测试得到在常温下未浸泡的水凝胶具有优异的力学性能但抗冻性差,经过5M氯化锂溶液浸泡24 h后的水凝胶(PAM-LC-LiCl)在-20℃冷冻后仍表现出较好的机械稳定性.
ISSN:1001-9731
DOI:10.3969/j.issn.1001-9731.2024.06.026