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锂离子电容器是一种新型电化学电容器，它兼具锂离子电池的高能量密度和超级电容器高功率密度双重优势。锂离子电容器由正极、负极、电解液和隔膜组成。凝胶聚合物电解质由于具备良好的离子电导率、宽电化学窗口和降低了电解液泄漏带来的隐患，成为液态电解液的潜在替代品。凝胶聚合物电解质是将液态电解液添加至聚合物隔膜中并使其凝胶化而得到。电纺聚偏二氟乙烯(PVDF)由于具有高孔隙率和强介电常数的优势，是一种性能良好的凝胶聚合物隔膜。但PVDF材料的高结晶度而导致PVDF基凝胶聚合物的亲电解液性能较差，并且由于电纺纳米纤维的多孔和较大的孔径结构使得纤维膜的力学性能有所下降。因此本文展开了对电纺聚偏二氟乙烯隔膜的研究，期望通过凝胶聚合物隔膜的性能提升以促进锂离子电容器性能的增强。主要研究内容如下：
(1)聚偏二氟乙烯/四丁基六氟磷酸铵(PVDF/TBAPF6)树枝状凝胶聚合物隔膜的制备和性能表征。本研究将TBAPF6掺杂到PVDF纺丝前驱液中，通过静电纺丝的方法在PVDF纳米纤维膜中构建一种多尺度树枝状结构。改性后的PVDF纳米纤维膜的孔隙率显著提升，且体电阻明显下降，离子电导率达到4.28mS cm-1。研究了TBAPF6对隔膜体电阻和离子移行为的影响，探讨了多尺度树枝状结构应用于隔膜的优势。由该隔膜组装的锂离子电容器具有良好的循环性能：在0.5C放电电流密度下循环10000次，它具有稳定的库伦效率(～100％)和优秀的容量保持率(51.61％)。
(2)聚偏二氟乙烯/四丁基六氟磷酸铵/有机蒙脱土(PVDF/TBAPF6/OMMT)多层树枝状凝胶聚合物隔膜的制备和性能表征。本研究在树枝状纳米纤维膜中引入具有插层效应的有机蒙脱土(OMMT)。结果表明，OMMT的掺杂可以在保留原隔膜的高孔隙率和良好电化学性能的同时有效地提升隔膜的力学性能和阻燃性能。当有机蒙脱土的质量分数为2％时，隔膜的极限氧指数达到了~30％，高于原膜的27％。此外，隔膜的界面阻抗也显著减小。采用改性隔膜组装的锂离子电容器表现出良好的电化学性能：在0.5C放电电流密度下循环10000次，锂离子电容器的容量保持率为60％。
(3)二氧化锰@聚偏二氟乙烯/四丁基氯化铵(MnO2@PVDF/TBAC)叶脉状凝胶聚合物隔膜的制备和性能表征。改研究以树枝状纳米纤维膜为基础,探讨了MnO2纳米片负载于树枝状纳米纤维上对锂离子电容器电极的能量密度不平衡问题的影响。采用改性隔膜组装的锂离子电容器表现出良好的电化学性能：在0.5C放电电流密度下循环10000次，锂离子电容器的容量保持率为67.8％。
(1)聚偏二氟乙烯/四丁基六氟磷酸铵(PVDF/TBAPF6)树枝状凝胶聚合物隔膜的制备和性能表征。本研究将TBAPF6掺杂到PVDF纺丝前驱液中，通过静电纺丝的方法在PVDF纳米纤维膜中构建一种多尺度树枝状结构。改性后的PVDF纳米纤维膜的孔隙率显著提升，且体电阻明显下降，离子电导率达到4.28mS cm-1。研究了TBAPF6对隔膜体电阻和离子移行为的影响，探讨了多尺度树枝状结构应用于隔膜的优势。由该隔膜组装的锂离子电容器具有良好的循环性能：在0.5C放电电流密度下循环10000次，它具有稳定的库伦效率(～100％)和优秀的容量保持率(51.61％)。
(2)聚偏二氟乙烯/四丁基六氟磷酸铵/有机蒙脱土(PVDF/TBAPF6/OMMT)多层树枝状凝胶聚合物隔膜的制备和性能表征。本研究在树枝状纳米纤维膜中引入具有插层效应的有机蒙脱土(OMMT)。结果表明，OMMT的掺杂可以在保留原隔膜的高孔隙率和良好电化学性能的同时有效地提升隔膜的力学性能和阻燃性能。当有机蒙脱土的质量分数为2％时，隔膜的极限氧指数达到了~30％，高于原膜的27％。此外，隔膜的界面阻抗也显著减小。采用改性隔膜组装的锂离子电容器表现出良好的电化学性能：在0.5C放电电流密度下循环10000次，锂离子电容器的容量保持率为60％。
(3)二氧化锰@聚偏二氟乙烯/四丁基氯化铵(MnO2@PVDF/TBAC)叶脉状凝胶聚合物隔膜的制备和性能表征。改研究以树枝状纳米纤维膜为基础,探讨了MnO2纳米片负载于树枝状纳米纤维上对锂离子电容器电极的能量密度不平衡问题的影响。采用改性隔膜组装的锂离子电容器表现出良好的电化学性能：在0.5C放电电流密度下循环10000次，锂离子电容器的容量保持率为67.8％。