CN105161315A - 一种水凝胶电解质薄膜及其制备方法和用途 - Google Patents

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孙现众
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Abstract

一种水凝胶电解质薄膜，含有交联的高分子基体材料和电解质水溶液。高分子基体通过化学交联相互连接，形成空间网状结构，电解质水溶液填充在所述空间网络结构的空隙中。所述高分子材料为聚乙烯醇或明胶，所述的电解质水溶液为酸性或者盐类电解质水溶液。所述的水凝胶电解质薄膜采用化学交联-浇铸成膜法或化学交联-刮涂成膜法制备。所述的薄膜用作柔性的超级电容器的凝胶电解质。

Description

一种水凝胶电解质薄膜及其制备方法和用途
技术领域
本发明涉及一种电解质薄膜及其制备方法和用途。
背景技术
电化学储能器件(如超级电容器、锂离子电池等)的性能主要决定于电极材料和电解质。当前柔性超级电容器的研究主要关注于获得高性能的柔性电极，比如基于碳纳米材料(碳布、碳纳米管、石墨烯等)制备的各种自支撑柔性薄膜电极或者柔性基底负载的薄膜电极以及相关复合材料。但是，电解质同样是决定电化学器件性能的一个关键因素。尤其在柔性超级电容器中，电解质的性能将直接影响器件的电化学储能性能和其力学柔性性能。按照存在形态，电解质分为液态电解质和固态电解质，其中液态电解质又分为有机电解液(盐溶于有机溶剂得到)和水系电解液(酸、碱、盐溶于水中得到)。由于有机电解液存在污染性、挥发性和毒性，因此在柔性超级电容器中采用的液态电解质一般为水系电解液。此外，由于固态电解质可以有效避免使用过程的漏液问题，且易于封装，因此在柔性器件中广泛使用的是固态电解质。通常固态电解质分为纯固态电解质和凝胶态电解质。凝胶态电解质主要是由高分子骨架、导电离子和液体媒介(有机溶剂或水)构成。在柔性超级电容器中一般采用的是水系凝胶态电解质，即水系凝胶聚合物电解质。常用的高分子骨架有聚乙烯醇(poly(vinylalcohol)，PVA)，聚丙烯酸(poly(acrylate)，PAA),_ENREF_55聚氧乙烯(poly(ethyleneoxide)，PEO)_ENREF_56,_ENREF_57聚偏氟乙烯(_ENREF_55poly(vinylidenefluoride)，PVdF)等，而导电离子为常见酸、碱或盐。目前在国内外在柔性超级电容器研究中最常用的一个体系基于PVA的聚合物水凝胶(polymergel)电解质，比如PVA-H2SO4(或H3PO4、HCl、HClO4、KOH、NaOH、Na2SO4、NaCl、Li2SO4、LiCl)聚合物水凝胶电解质。但是，当前柔性超级电容器研究中使用的该体系只是PVA和H2SO4水溶液(或其他酸、碱、盐)的混合物，并未形成凝胶。尽管可以通过放置于空气中，在常温(或低温加热)下挥发掉大量的水来形成物理凝胶薄膜，但是这样的凝胶薄膜无法同时兼顾高含水量和高力学强度，难以形成自支撑凝胶电解质薄膜，这对于柔性超级电容器尤其重要。
但是，如何获得这样的高性能高强度水凝胶电解质自支撑薄膜目前尚未报道。在当前的柔性超级电容器研究中，为了兼顾高含水量和高力学性能。通常是把PVA与电解质溶液的混合溶液，吸附于隔膜材料上形成隔膜负载的电解质。但是该方法增加了器件的内阻，同时也在一定程度上增加了整个器件的惰性质量含量。因此，开发自支撑的高性能水凝胶电解质薄膜是制约柔性超级电容器以及其他柔性电化学储能器件(如柔性水系锂离子电池等)开发的一个关键方面。
发明内容
为了克服现有物理水凝胶电解质难以兼顾高含水量和优异力学性能的缺点，本发明提出一种工艺简单、成本低廉的化学交联的自支撑水凝胶电解质薄膜及其制备方法和用途。
本发明水凝胶电解质薄膜为化学交联的自支撑薄膜水凝胶电解质薄膜，含有高分子基体和电解质水溶液。其中，所述高分子基体通过化学交联相互连接，形成空间网状结构，所述的电解质水溶液填充在所述的空间网络结构的空隙中。
本发明水凝胶电解质薄膜的厚度为10微米-5毫米。
优选的，所述水凝胶电解质薄膜的厚度为200微米-2毫米。
以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为水凝胶电解质薄膜总量的2-90重量百分比。
优选的，以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为水凝胶电解质薄膜总量的2-20重量百分比。
所述高分子基体可以是聚乙烯醇或者明胶中的一种或者两种。
所述的电解质水溶液为酸性电解质水溶液或者盐类电解质水溶液。所述酸性电解质水溶液是硫酸、磷酸、盐酸、高氯酸水溶液中的一种或多种。所述盐类电解质水溶液是氯化钾、氯化锂、氯化钠、硫酸钾、硫酸锂、硫酸钠水溶液中的一种。
本发明水凝胶电解质薄膜采用化学交联-浇铸成膜法制备，所述化学交联-浇铸成膜法是：
首先将高分子基体在加热的条件下溶于电解质水溶液中，然后冷却至1-25℃，搅拌下加入交联剂，使得高分子基体发生化学交联反应。反应时间1-120秒。在溶液失去流动性之前转入模具中，使之凝固成膜。
优选的，所述化学交联-浇铸成膜法中，反应溶液中含有0.03-0.5gmL-1的高分子基体、0.01-2molL-1的电解质和0.4-5体积百分比的交联剂，交联反应时间为5-60秒。
制备本发明的方法也可以采用为化学交联-刮涂成膜法，所述化学交联-刮涂成膜相结合法是：将高分子基体在加热的条件下溶于电解质水溶液中，然后冷却至1-25℃，加入交联剂并搅拌，使得高分子基体发生化学交联反应，反应时间1-120秒。在溶液失去流动性之前转入平面基底，然后迅速用刮刀刮涂成膜。
所述的交联剂为戊二醛、丙烯醛、马来酸酐中的一种或几种。
所述的铸膜模具是塑料、玻璃或者金属器皿。
本发明水凝胶电解质薄膜可作为柔性超级电容器的凝胶电解质。
本发明具有以下优点：
(1)本发明水凝胶电解质薄膜可以独立使用，不再需要吸附在额外的隔膜上，大大降低了电容器的内阻；
(2)本发明水凝胶电解质薄膜为自支撑薄膜，具有大的水含量和良好的离子导电率：含水量90％以上，电导率可达0.1S/cm，因此可大大提升超级电容器的倍率性能；
(3)本发明水凝胶电解质薄膜具有良好的力学性能，抗拉伸率可达300％，可大大提升柔性超级电容器的力学耐弯折性能；
(4)本发明水凝胶电解质薄膜通过交联和成膜工艺相结合制备而获得，工艺简单且成本低廉，易于进行大规模化生产。
附图说明
图1水凝胶薄膜的热重测量曲线；
图2水凝胶薄膜的电化学交流阻抗曲线，通过其中电阻值可以计算出水凝胶薄膜的离子导电率。
图3水凝胶薄膜的拉伸应力-应变曲线。
图4基于聚乙烯醇-硫酸体系的自支撑的化学水凝胶电解质薄膜。
图5基于明胶-氯化锂体系的自支撑的化学水凝胶电解质薄膜
图6采用水凝胶薄膜组装的柔性超级电容器的电化学交流阻抗谱图
图7采用水凝胶薄膜组装的柔性超级电容器的电容随电流密度变化曲线；
图8采用水凝胶薄膜组装的柔性超级电容器的电容随电容器弯曲状态的变化曲线。
具体实施方式
本发明水凝胶电解质薄膜为化学交联的自支撑薄膜水凝胶电解质薄膜，含有高分子基体和电解质水溶液。其中，所述高分子基体通过化学交联相互连接，形成空间网状结构，电解质水溶液填充在高分子基体网络的结构空隙中形成化学水凝胶。所述的电解质水溶液为酸性或者盐类电解质水溶液。
本发明水凝胶电解质薄膜的厚度为10微米-5毫米。
优选的，所述水凝胶电解质薄膜的厚度为200微米-2毫米。
所述高分子基体的含量为水凝胶电解质薄膜总量的2-90重量百分比。优选的，所述高分子基体的含量为水凝胶电解质薄膜总量的5-20重量百分比。
图1所示为采用热重法测试的本发明水凝胶电解质薄膜的含水量。热重法测试是通过加热样品到一定温度，使得样品发生高温下分解来判断其成分。在此发明中，用于分析样品中的含水量。其中圆圈所示曲线代表水凝胶薄膜，而方框代表干燥后的水凝胶薄膜样品。通过对比干燥前后的水凝胶样品失重率差异，可以获得水凝胶的含水量，改图表明水凝胶含水量为92％。
图2所示为本发明水凝胶电解质薄膜的电化学交流阻抗曲线，通过其中电阻值可以计算出水凝胶薄膜的离子导电率。
本发明水凝胶电解质薄膜采用化学交联-浇铸成膜法或化学交联-刮涂成膜法制备。
化学交联使本发明水凝胶电解质薄膜具有较高含水量和优异力学性能，抗拉伸率可达300％，如图3所示，因此通过浇铸成膜或者刮涂成膜可形成自支撑的水凝胶电解质薄膜。本发明水凝胶电解质薄膜应用于柔性超级电容器中，既可作为电解质又可作为隔膜，可以减小离子传递电阻，获得优异电化学电容性能。同时，由于本身具有良好力学性能，有利于柔性超级电容器获得优异柔性性能。
实施例1
首先将1g聚乙烯醇加入10mL含有0.5molL-1硫酸的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.1gmL-1，电磁搅拌下加热至95℃保持1小时，直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将所述混合溶液冷却至5摄氏度。将2ml戊二醛水溶液加入所述混合溶液中，戊二醛水溶液的体积比为5％，搅拌20s，并迅速将混合溶液倒入Φ90mm的塑料圆形表面皿，约10s后混合溶液失去流动性，完成凝胶化。将薄膜揭下，得到水凝胶电解质薄膜，通过厚度规测量该薄膜厚度为1mm。该自支撑薄膜如图4所示。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为8重量百分比，所述电解质水溶液的含量为92重量百分比。
实施例2
首先将0.3g聚乙烯醇加入10mL含有2molL-1硫酸的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.03gmL-1，电磁搅拌下加热至95℃，保持1小时，直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将所述混合溶液冷却至1℃。将2ml戊二醛水溶液加入所述混合溶液中，戊二醛水溶液和所述混合溶液体积百分比为5％，搅拌60s，并迅速将所述混合溶液倒入Φ90mm的玻璃圆形表面皿，约10s后混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，形成水凝胶电解质薄膜。厚度规测量该薄膜厚度为1mm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为2重量百分比，所述电解质水溶液的含量为98重量百分比。
实施例3
首先将2g聚乙烯醇加入4mL含有0.01molL-1硫酸的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.5gmL-1，电磁搅拌下加热至95℃，保持1小时，直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将上述混合溶液冷却至1℃。将2ml戊二醛水溶液加入上述混合溶液中，戊二醛水溶液的体积比为0.4％，搅拌5s，并迅速将混合溶液倒入Φ90mm的塑料圆形表面皿，约10s后混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，形成水凝胶电解质薄膜，厚度规测量该薄膜厚度为500μm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为20重量百分比，所述电解质水溶液的含量为80重量百分比。
实施例4
首先将2g聚乙烯醇加入30mL含有0.5molL-1盐酸的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.06gmL-1，电磁搅拌下加热至95℃，保持1小时，直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将上述混合溶液冷却至1℃。将2ml戊二醛水溶液加入上述混合溶液中，戊二醛水溶液体积比为3％，搅拌20s，并迅速将混合溶液倒入Φ90mm的塑料圆形表面皿，约10s后混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，形成水凝胶电解质薄膜，用厚度规测量，该薄膜厚度为5mm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为6.5重量百分比，所述电解质水溶液的含量为94.5重量百分比。
实施例5
首先将2g聚乙烯醇加入10mL含有0.1molL-1磷酸的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.2gmL-1，电磁搅拌下加热至95℃，保持1小时，直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将上述混合溶液冷却至1℃。将2ml戊二醛水溶液加入上述溶液中，戊二醛水溶液体积比为5％，搅拌30s，并迅速将混合溶液倒入Φ90mm的塑料圆形表面皿，约10s后混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，形成水凝胶电解质薄膜，厚度规测量该薄膜厚度为1mm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为14重量百分比，所述电解质水溶液的含量为86重量百分比。
实施例6
首先将1g聚乙烯醇加入10mL含有0.5molL-1高氯酸的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.1gmL-1，电磁搅拌下加热至95℃，保持1小时，直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将上述混合溶液冷却至5℃。将2ml戊二醛水溶液,加入上述混合溶液中，戊二醛水溶液体积比为5％，搅拌20s，并迅速将溶液倒入Φ90mm的不锈钢圆形表面皿，约10s后混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，形成水凝胶电解质薄膜，用厚度规测量，该薄膜厚度为1mm。然后空气中放置，使水凝胶电解质薄膜的电解质中所含水逐渐挥发，每隔6小时称量一次，直至重量不再明显降低，水几乎完全挥发。此时，以所述为基准，所述高分子基体的含量为水凝胶电解质薄膜的总量的90重量百分比，所述电解质水溶液的含量为水凝胶电解质薄膜的10重量百分比。
实施例7
首先将1.5g聚乙烯醇加入10mL含有0.5molL-1硫酸的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.15gmL-1，电磁搅拌下加热至95℃，保持1小时，直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将上述混合溶液冷却至2℃。将2ml戊二醛水溶液加入上述混合溶液中，戊二醛水溶液体积比为5％，搅拌20秒，迅速将混合溶液倒入玻璃平板基底上，并迅速用刮刀在与基底垂直距离为200μm的位置将溶液刮平。约5秒后混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，形成水凝胶电解质薄膜，厚度规测量该薄膜厚度为200μm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为12重量百分比，所述电解质水溶液的含量为88重量百分比。
实施例8
首先将1.5g聚乙烯醇加入10mL含有2molL-1硫酸的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.15gmL-1，电磁搅拌下加热至95℃，保持1小时，直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将上述混合溶液冷却至1℃。将2ml马来酸酐水溶液加入上述混合溶液中，戊二醛水溶液体积比为5％，搅拌20秒，迅速将混合溶液倒入一不锈钢平板基底上，并迅速用4RDS线棒涂布器，4号RDS线棒，线宽为10μm，将混合溶液刮平。约5s后混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，得到水凝胶电解质薄膜，用厚度规测量，该薄膜厚度为10μm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为12重量百分比，所述电解质水溶液的含量为88重量百分比。
实施例9
首先将1.5g明胶溶于15mL含有1molL-1氯化锂(LiCl)的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.15gmL-1，电磁搅拌下加热至80℃,保持0.5小时,直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将2ml戊二醛水溶液加入上述混合溶液中，戊二醛水溶液体积比为5％，搅拌5min，并将混合溶液倒入Φ90mm的塑料圆形表面皿中，冷却至室温25℃后放置2h，混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，得到水凝胶电解质薄膜，用厚度规测量，该薄膜厚度为2mm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为12重量百分比，所述电解质水溶液的含量为88重量百分比。本实施例制备的的自支撑水凝胶薄膜如图5所示。
实施例10
首先将3g明胶溶于15mL含有1molL-1氯化锂(LiCl)的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.2gmL-1，电磁搅拌下加热至80℃，保持0.5小时，直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将2ml戊二醛水溶液加入上述混合溶液中，戊二醛水溶液体积比为5％，搅拌5min，冷却至室温25℃后将混合溶液倒入一不锈钢平板基底上，并用刮刀在与基底距离为250μm的位置将溶液刮平。约2h后，混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，得到水凝胶电解质薄膜，用厚度规测量，该薄膜厚度为200μm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为20重量百分，所述电解质水溶液的含量为80重量百分比。
实施例11
首先将1.5g明胶溶于15mL含有1molL-1硫酸锂(Li2SO4)的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.1gmL-1，电磁搅拌下加热至80℃,保持0.5小时,直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将2ml戊二醛水溶液加入上述混合溶液中，戊二醛水溶液体积比为5％，搅拌5min，并将混合溶液倒入Φ90mm的圆形表面皿中，冷却至室温25℃后放置2h，混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，得到水凝胶电解质薄膜，用厚度规测量，该薄膜厚度为2mm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为12重量百分比，所述电解质水溶液的含量为88重量百分比。
实施例12
首先将1.5g明胶溶于15mL含有1molL-1硫酸纳(Na2SO4)的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.1gmL-1，电磁搅拌下加热至80℃,保持0.5小时,直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将2ml戊二醛水溶液加入上述混合溶液中，戊二醛水溶液体积比为5％，搅拌5min，并将混合溶液倒入Φ90mm的圆形表面皿中，冷却至室温25℃后放置2h，混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，得到水凝胶电解质薄膜，用厚度规测量，该厚度为2mm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为12重量百分比，所述电解质水溶液的含量为88重量百分比。
实施例13
首先将1.5g明胶溶于15mL含有1molL-1氯化钾(KCl)的水溶液中，使聚乙烯醇的含量为0.1gmL-1，电磁搅拌下加热至80℃,保持0.5小时,直至溶液变得澄清，得到高分子基体与电解质水溶液的混合溶液。然后，将2ml丙烯醛水溶液加入上述混合溶液中，戊二醛水溶液体积比为5％，搅拌5min，并将混合溶液倒入Φ90mm的圆形表面皿中，冷却至室温25℃后放置2h，混合溶液失去流动性，凝胶化完成。将薄膜揭下，得到水凝胶电解质薄膜，用厚度规测量，该薄膜厚度为2mm。以所述水凝胶电解质薄膜的总量为基准，所述高分子基体的含量为12重量百分比，所述电解质水溶液的含量为88重量百分比。
对比例1
按照实施例1的方法制备水凝胶电解质薄膜，不同的是聚乙烯醇加入量为0.2g，使聚乙烯醇的含量为0.02gmL-1，所得到的薄膜力学强度差，无法揭下形成薄膜。
对比例2
按照实施例1的方法制备水凝胶电解质薄膜，不同的是聚乙烯醇加入量为5g，所得到的化学水凝胶太过粘稠，无法形成厚度均匀的薄膜。
对比例3
按照实施例1方法制备水凝胶电解质薄膜，不同的是硫酸水溶液浓度为3molL-1，所得到的化学水凝胶凝胶化过程过快，无法成膜，得不到薄膜。
应用例
柔性超级电容器的电极为碳纳米管与聚苯胺纳米线的自支撑薄膜，具体制备过程如下：称取15mg单壁碳纳米管和300mg十二烷基苯磺酸钠加入到30mL去离子水中，探针超声2小时，功率200W，形成碳管分散溶液。将所述碳管分散溶液转入放有聚四氟乙烯微孔滤膜的的溶剂过滤器，溶剂过滤器孔径Φ2μm，真空抽滤成碳管自支撑膜。将碳管自支撑膜剪裁为40cm*40cm，浸没入40mL，1molL-1的高氯酸水溶液中，加入36.5μL苯胺单体，并在冰浴下搅拌30min。然后加入60.85mg过硫酸铵冰浴下搅拌反应24小时。反应完毕，取出碳管与聚苯胺的复合薄膜，用水冲洗取出酸、离子和寡聚物。将制备的复合薄膜膜剪裁成1cm×3cm的长条，作为电极和集流体。以按实施例1方法制备的水凝胶电解质薄膜作为电解质和隔膜。
电容器组装顺序为：两个碳管薄膜电极相对，两个电极中间放置水凝胶电解质薄膜，形成三明治夹心结构，组成电容器。然后用两片聚酯薄膜封装形成柔性电容器。分别测试上述电容器件的内阻、充放电倍率性能以及器件的耐弯折性能。通过交流阻抗测试表明，所制备电容件具有较小内阻：2.5Ω，表明水凝胶电解质薄膜具有良好离子导电率，如图6所示。通过在不同电流密度下测试其充放电，表明其具有良好容量及充放电倍率性能，如图7所示。另外，将器件在连续的不断弯曲下，测试其电容性能的保持情况。从图8所示，把器件从状态1弯折到状态2为一个弯曲循环。根据测试结果，连续100个弯曲循环下，器件并不会导致容量损失。由此表明器件具有良好耐弯折柔性，如图8所示。

Claims (9)

1.一种水凝胶电解质薄膜，其特征在于，所述水凝胶电解质薄膜含有交联的高分子基体材料和电解质水溶液；其中，所述高分子基体通过化学交联相互连接，形成空间网状结构，电解质水溶液填充在所述空间网络结构的空隙中；所述高分子材料为聚乙烯醇或明胶；所述的电解质水溶液为酸性或者盐类电解质水溶液。
2.按照权利要求1所述的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，所述的酸性电解质水溶液是硫酸、磷酸、盐酸、高氯酸水溶液中的一种或多种；所述的盐类电解质水溶液是氯化钾、氯化锂、氯化钠、硫酸钾、硫酸锂、硫酸钠水溶液中的一种。
3.按照权利要求1所述的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，所述的高分子基体的含量为水凝胶电解质薄膜总量的2-90重量百分比。
4.按照权利要求1所述的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，优选的，所述高分子基体的含量为水凝胶电解质薄膜总量的5-20重量百分比。
5.按照权利要求1所述的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，所述的凝胶电解质薄膜的厚度为10微米-5毫米。
6.按照权利要求1所述的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，优选的，所述水凝胶电解质薄膜的厚度为200微米-2毫米。
7.制备权利要求1-6所述的水凝胶电解质薄膜的方法，其特征在于，所述的水凝胶电解质薄膜采用化学交联-浇铸成膜法制备，步骤如下：
首先将高分子基体在加热的条件下溶于电解质水溶液中，然后冷却至1-25℃，搅拌下加入交联剂，使得高分子基体发生化学交联反应1-120秒；在溶液失去流动性之前转入模具中，使之凝固成膜；
优选的，反应溶液中含有0.03-0.5gmL-1的高分子基体、0.01-2molL-1的电解质和0.4-5体积百分比的交联剂，交联反应时间为5-60秒；
所述的交联剂为戊二醛、丙烯醛、马来酸酐中的一种或几种；
所述的铸膜模具是塑料、玻璃或者金属器皿。
8.制备权利要求1-6所述的水凝胶电解质薄膜的方法，其特征在于，所述的水凝胶电解质薄膜采用为化学交联-刮涂成膜法制备，步骤如下：将高分子基体在加热条件下溶于电解质水溶液中，然后冷却至1-25℃，加入交联剂并搅拌，使得高分子基体发生化学交联反应，反应时间为1-120秒；在溶液失去流动性之前转入平面基底，然后迅速用刮刀刮涂成膜；
所述的交联剂为戊二醛、丙烯醛、马来酸酐中的一种或几种；
所述的铸膜模具是塑料、玻璃或者金属器皿。
9.按照权利要求1-5中任意一项所述的水凝胶电解质薄膜，其特征在于，所述的薄膜用作柔性的超级电容器的凝胶电解质。
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