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超级电容器具有能量密度高,充放电速率快,循环寿命长等优点,因而受到广泛关注。电解质作为超级电容器的主要组成部件,它的状态和性能直接影响超级电容器的电化学性能和安全性。凝胶聚合物电解质(Gel polymer electrolytes,GPEs)既拥有液态电解质的高离子传导率,又兼具固态聚合物电解质的柔性,可以承担超级电容器隔膜和电解质的双重职责。GPEs主要由聚合物基体、增塑剂及电解质盐组成。聚合物基体需拥有良好的电解质亲和性、成膜性和稳定性,还需具有一定的力学强度。大豆分离蛋白(Soy protein isolate,SPI)作为一种环境友好的生物质材料,亲水性良好,且可成膜,能够作为聚合物基体用于制备GPEs。但SPI溶解困难,成膜后脆性大、柔韧性差等缺陷使其在电子能源器件中的应用受限。因此,本论文以SPI为基体材料,通过不同改性手段,制备了多种SPI基薄膜材料,并构建了双电层超级电容器;分别探究了增塑改性、交联改性及构建半互穿网络三种方式对超级电容器电化学性能的影响。首先,以三乙醇胺(Triethanolamine,TEA)为增塑剂对SPI进行增塑改性,制备了一系列柔韧性良好的TEA增塑改性SPI薄膜,结合1.0 mol L-1硫酸锂电解质,构筑了以活性炭为电极的双电层超级电容器(EDLC-X)。经TEA增塑改性的SPI薄膜表现出高达8.55X 10-3 S cm-1的离子传导率。构建的超级电容器电位窗口能够达到1.5 V,且表现出优异的双电层电容特性。当TEA的添加量为SPI质量的1.6倍时,超级电容器EDLC-1.6的电化学性能最好,在1.0Ag-1的电流密度下,其单电极质量比电容为113.44 F g-1,能量密度为8.86 W h kg-1。虽然电化学性能较为优异,但是,增塑改性后的SPI薄膜在电解质中质软,在水中无法长期稳定存在。为了提高SPI薄膜的耐水能力和力学强度,使用毒性小的乙二醇二缩水甘油醚(Ethylene glycol diglycidyl ether,EGDE)对 SPI 进行交联改性,制备了一系列交联 SPI薄膜。FTIR、XRD显示EGDE与SPI间发生了化学交联,交联SPI薄膜的力学、耐水性能相对于纯SPI薄膜大幅提高,当EGDE含量占SPI质量的20%时制备的改性SPI薄膜综合性能最优。构建的基于交联SPI GPEs的固态双电层超级电容器(S-EDLC-X),在低交联程度下,超级电容器S-EDLC-20%具有较好的电容保持率,当电流密度从1.0 A g-1增大至10 A g-1时,电容保持率能够维持在72%。虽然交联改善了 GPEs的强度的和稳定性,但基于交联SPI GPEs的S-EDLC-X电化学性能却呈现下降趋势。为了同步提升SPI基GPEs的电化学性能和耐水性,在交联SPI体系内引入亲水线性大分子轻乙基纤维素(Hydroxyethylcellulose,HEC),制备了具有半互穿网络(Semi-interpenetrating network,Semi-IPN)结构的改性 SPI 薄膜,并结合 L2SO4 电解质,形成了半互穿网络凝胶聚合物电解质(Semi-IPN GPEs)。以Semi-IPN GPEs组装了固态超级电容器(SSC-X)。研究结果表明:引入少量HEC即可大幅提高交联SPI薄膜的电解质亲和性,进而赋予Semi-IPN GPEs更优异的离子传导能力。Semi-IPN GPEs的离子传导率最高可达1.125×10-2 S cm-1,优于交联SPI基GPEs的离子传导率。HEC占10%时,构建的固态柔性超级电容器SSC-10%表现出最优异的循环稳定性和充放电可逆性;弯折测试显示,SSC-10%在任意弯曲角度下均能保持优异的电化学性能,拥有良好的柔性,且整体电化学性能优于由商业水性PP/PE隔膜组装的超级电容器。