东北林业大学纤维素介孔电解质膜的研究取得新进展

　　受便携式消费电子类产品急剧增长的影响，柔性固态储能器件的研究成为热点。聚合物电解质膜对于储能电池和柔性固态超级电容器的发展非常重要，然而传统的聚合物电解质膜通常既非来源于可再生资源也不能生物降解，往往还涉及复杂的制备过程，对其广泛应用造成一定影响。近日，学校材料科学与工程学院（生物质材料科学与技术教育部重点实验室）于海鹏教授研究团队提出一种纤维素介孔电解质膜的制备新方法，并在此基础上开发出柔性的固态超级电容器和微型电容器，显示了优异的性能。相关研究成果在线发表于《Advanced Energy Materials》（http://dx.doi.org/10.1002/aenm.201700739）。

　　论文第一作者赵大伟介绍，这项研究工作以离子液体为介质的相转化方法制备了可再生和可生物降解的纤维素介孔膜（mCel膜），实现了一种方法简单和可扩展的纤维素介孔电解质膜的制备新策略。所制得的mCel膜具有均匀分布和尺寸可调的微孔、介孔和高孔隙率，具有高透明性、极好的柔韧性和机械强度，经氢氧化钾（KOH）溶液浸润后还具有极高的电解液保留率和离子传导性等优点，这些特性是首次在单种可再生和可降解材料中得以全部实现。基于这些特点，以mCel电解质膜和活性碳电极组装的柔性固态超级电容器能够展示出较高的比电容和优异的循环性。这种电解质膜另一个突出的应用价值在于，可以在不使用粘合剂和复杂装置的条件下，将电极材料直接沉积到mCel聚合物电解质膜上，便于简单而智能地集成制造出各种图案造型的微型电容器。以上结果表明，这项研究提出了一种简单有效且可扩展的方法，为制备柔性可生物降解的纤维素介孔膜以及便携储能装置指出了一个潜在发展方向。