[发明专利]以物理交联的水凝胶电解质薄膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.以物理交联的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，含有由小分子聚合形成的高分子链段和酸性电解质水溶液；所述的高分子链段之间通过静电作用相互连接，形成三维网络结构，电解质水溶液填充在所述的三维网络结构的空隙中；所述的高分子链段由阴离子单体对苯乙烯磺酸钠与阳离子单体甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵两种带有相反电荷的单体分子共聚得到，通过以下方法制备：

步骤（1），将对苯乙烯磺酸钠分散在水中得到单体水溶液A；

步骤（2），将甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵分散在水中得到单体水溶液B；

步骤（3），在单体水溶液A中滴加单体水溶液B，混合均匀后得到混合液C，其中对苯乙烯磺酸钠和甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵的质量比为107~109：100，对苯乙烯磺酸钠与甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵的总质量浓度为27.8%～31.9%；

步骤（4），在混合液C中加入引发剂2-氧代戊二酸和氯化钠进行聚合反应，再将聚合产物在水中溶胀直至平衡，得到以物理交联的水凝胶；

步骤（5），将水凝胶在酸性电解质水溶液中溶胀直至平衡，得到以物理交联的水凝胶电解质薄膜，所述的酸性电解质水溶液的摩尔浓度为0.9 M～1.1 M。

2.根据权利要求1所述的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，步骤（1）中，所述的单体水溶液A中，对苯乙烯磺酸钠的质量浓度为25.1%～29.1%；步骤（2）中，所述的单体水溶液B中，甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵的质量浓度为50%；步骤（3）中，所述混合液C中，甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵的质量浓度为13.8%～15.9%。

3.根据权利要求1所述的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，步骤（4）中，引发剂的质量浓度为0.15 %～0.16 %。

4.根据权利要求1所述的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，步骤（4）中，聚合时间为12小时～24 小时；聚合产物在水中溶胀时间为24 小时～48 小时。

5.根据权利要求1所述的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，步骤（5）中，所述的酸性电解质水溶液选自硫酸、磷酸、盐酸、高氯酸水溶液中的一种或多种；所述的溶胀时间为120 小时～168 小时。

6.根据权利要求1所述的水凝胶电解质薄膜在柔性可拉伸超级电容器中的应用。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述的物理交联的水凝胶电解质薄膜作为柔性可拉伸超级电容器的电解质。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述的柔性可拉伸超级电容器由水凝胶电解质薄膜和覆盖在薄膜两侧的薄膜电极组成；所述的薄膜电极的材质为聚(3,4-乙烯二氧噻吩)- 聚苯乙烯磺酸盐薄膜。