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【2h】

High Performance Poly(vinyl alcohol)-Based Li-Ion Conducting Gel Polymer Electrolyte Films for Electric Double-Layer Capacitors

机译：用于双层电容器的高性能基于聚乙烯醇的锂离子导电凝胶聚合物电解质膜

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With 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP) as the solvent, the biodegradable gel polymer electrolyte films are prepared based on poly(vinyl alcohol) (PVA), lithium bis(trifluoromethane)sulfonimide (LiTFSI), and 1-ethyl-3 methylimidazoliumbis(trifluoromethylsulfonyl)imide (EMITFSI) by means of solution casting. The films are characterized to evaluate their structural and electrochemical performance. The 60PVA-40LiTFSI + 10 wt.% EMITFSI system exhibits excellent mechanical properties and a high ionic transference number (0.995), indicating primary ionic conduction in the film. In addition, because of the flexibility of polymer chain segments, its relaxation time is as low as 5.30 × 10−7 s. Accordingly, a high ionic conductivity (3.6 × 10−3 S cm−1) and a wide electrochemical stability window (~5 V) are obtained. The electric double-layer capacitor (EDLC) based on this electrolyte system shows a specific capacitance of 101 F g−1 and an energy density of 10.3 W h kg−1, even after 1000 charge-discharge cycles at a current density of 0.4 A g−1 under a charging voltage of 2 V. All these excellent properties imply that the NMP-soluble 60PVA-40LiTFSI + 10 wt.% EMITFSI gel polymer electrolyte could be a promising electrolyte candidate for electrochemical device applications.
机译：以1-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）为溶剂，基于聚乙烯醇（PVA），双（三氟甲烷）磺酰亚胺锂（LiTFSI）和1-乙基-3制备可生物降解的凝胶聚合物电解质膜。甲基咪唑双（三氟甲基磺酰基）酰亚胺（EMITFSI）通过溶液浇铸。该膜的特征在于评估其结构和电化学性能。 60PVA-40LiTFSI + 10 wt。％EMITFSI系统显示出优异的机械性能和高离子转移数（0.995），表明薄膜中的主要离子传导性。另外，由于聚合物链段的柔性，其弛豫时间低至5.30×10 -7 s。因此，获得了高离子电导率（3.6×10 -3 S cm -1 ）和宽的电化学稳定性窗口（〜5 V）。基于该电解质系统的双电层电容器（EDLC）的比电容为101 F g -1 ，能量密度为10.3 W h kg -1 ，即使在2 V的充电电压下以0.4 A g -1 的电流密度进行1000次充放电循环之后，所有这些优异的性能也意味着NMP可溶性60PVA-40LiTFSI + 10 wt。％ EMITFSI凝胶聚合物电解质可能是电化学设备应用中有希望的电解质候选者。

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