[發(fā)明專利]含乙烯基咪唑鏈段聚合物凝膠電解質(zhì)及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210339645.9
• 申請日: 2012-09-14
• 公開（公告）號: CN102867648A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發(fā)明（設計）人: 宋春梅;趙丹;吳敏;王永光;閆欣;張亮;汪珍
• 申請（專利權(quán)）人: 華東師范大學
• 主分類號: H01G9/022
• 分類號: H01G9/022;H01G9/20
• 代理公司: 上海麥其知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

1.一種含乙烯基咪唑鏈段聚合物凝膠電解質(zhì)，其特征在于，所述含乙烯基咪唑鏈段聚合物凝膠電解質(zhì)的結(jié)構(gòu)由如下化學式(I)表示：

其中，M⁺代表Na⁺、K⁺或Li⁺；R₁代表H或CH₃；R₂代表CH₃、C₄H₉、CH₂CH₂OH或CH₂CH₂CH₂OH或C₇F₁₅。

2.一種如化學式(I)所示的含乙烯基咪唑鏈段聚合物凝膠電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，所述制備方法通過將聚(乙烯基咪唑-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共混物與碘化物/I₂電解質(zhì)溶液混合，反應得到所述含乙烯基咪唑鏈段聚合物凝膠電解質(zhì)。

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

步驟(1)：將乙烯基咪唑單體和丙烯酸酯類單體溶于溶劑中，形成乙烯基咪唑單體和丙烯酸酯類單體的溶液；將引發(fā)劑溶于溶劑中，形成引發(fā)劑溶液；向聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)與溶劑形成的混合物中通入氮氣并升溫；再加入所述乙烯基咪唑單體和丙烯酸酯類單體的溶液與所述引發(fā)劑溶液，反應得到聚(乙烯基咪唑-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共混物；其中，聚(乙烯基咪唑-丙烯酸酯)結(jié)構(gòu)如化學式(II)所示，x∶y的個數(shù)比為10∶(20～320)；R₁代表H或CH₃；R₂代表CH₃、C₄H₉、CH₂CH₂OH、CH₂CH₂CH₂OH或C₇F₁₅；

步驟(2)：將碘化物、I₂和溶劑混合攪拌得到所述碘化物/I₂電解質(zhì)溶液；將步驟(1)得到的所述聚(乙烯基咪唑-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共混物加入到所述碘化物/I₂電解質(zhì)溶液中，再加入離子液體，在密封環(huán)境中于60-75℃加熱、攪拌，再冷卻至室溫得到所述含乙烯基咪唑鏈段聚合物凝膠電解質(zhì)。

4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述聚(乙烯基咪唑-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共混物與所述碘化物/I₂電解質(zhì)溶液的重量比為1∶(6.7～15.7)。

5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述乙烯基咪唑單體∶丙烯酸酯類單體∶引發(fā)劑∶聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)∶溶劑的質(zhì)量比為1∶(2～8)∶(0.03～0.10)∶(2～36)∶(5～70)。

6.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，所述乙烯基咪唑單體是N-乙烯基咪唑；所述丙烯酸酯類單體是甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、丙烯酸氟代庚酯、或甲基丙烯酸氟代庚酯；所述溶劑是四氫呋喃、甲苯、氯仿、或丙酮；所述引發(fā)劑是偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、過氧化二苯甲酰。

7.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，碘化物/I₂電解質(zhì)溶液中碘化物∶I₂∶離子液體∶溶劑的質(zhì)量比為1∶(0.68～0.84)∶(8.6～10.7)∶(42～60)。

8.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述碘化物是NaI、KI、或LiI；所述溶劑是3-甲氧基丙腈、乙腈、或γ-丁內(nèi)酯；所述離子液體是1-甲基-3-丁基咪唑碘、1，3-二甲基咪唑碘、或1-甲基-3-丙基咪唑碘。

9.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，進一步包括精制步驟：在所述步驟(1)完成后進行精制步驟，將所述聚(乙烯基咪唑-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共混物經(jīng)旋干溶劑后真空干燥至恒重。

10.含乙烯基咪唑鏈段聚合物凝膠電解質(zhì)在制備染料敏化太陽能電池中的應用。