[發(fā)明專利]一種水凝膠電解質(zhì)薄膜及其制備方法和用途

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510589815.2
• 申請(qǐng)日: 2015-09-16
• 公開（公告）號(hào): CN105161315A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王凱;張熊;孫現(xiàn)眾;馬衍偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): H01G11/56
• 分類號(hào): H01G11/56;H01G11/84
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

1.一種水凝膠電解質(zhì)薄膜，其特征在于，所述水凝膠電解質(zhì)薄膜含有交聯(lián)的高分子基體材料和電解質(zhì)水溶液；其中，所述高分子基體通過化學(xué)交聯(lián)相互連接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，電解質(zhì)水溶液填充在所述空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的空隙中；所述高分子材料為聚乙烯醇或明膠；所述的電解質(zhì)水溶液為酸性或者鹽類電解質(zhì)水溶液。

2.按照權(quán)利要求1所述的水凝膠電解質(zhì)薄膜，其特征在于，所述的酸性電解質(zhì)水溶液是硫酸、磷酸、鹽酸、高氯酸水溶液中的一種或多種；所述的鹽類電解質(zhì)水溶液是氯化鉀、氯化鋰、氯化鈉、硫酸鉀、硫酸鋰、硫酸鈉水溶液中的一種。

3.按照權(quán)利要求1所述的水凝膠電解質(zhì)薄膜，其特征在于，所述的高分子基體的含量為水凝膠電解質(zhì)薄膜總量的2-90重量百分比。

4.按照權(quán)利要求1所述的水凝膠電解質(zhì)薄膜，其特征在于，優(yōu)選的，所述高分子基體的含量為水凝膠電解質(zhì)薄膜總量的5-20重量百分比。

5.按照權(quán)利要求1所述的水凝膠電解質(zhì)薄膜，其特征在于，所述的凝膠電解質(zhì)薄膜的厚度為10微米-5毫米。

6.按照權(quán)利要求1所述的水凝膠電解質(zhì)薄膜，其特征在于，優(yōu)選的，所述水凝膠電解質(zhì)薄膜的厚度為200微米-2毫米。

7.制備權(quán)利要求1-6所述的水凝膠電解質(zhì)薄膜的方法，其特征在于，所述的水凝膠電解質(zhì)薄膜采用化學(xué)交聯(lián)-澆鑄成膜法制備，步驟如下：

首先將高分子基體在加熱的條件下溶于電解質(zhì)水溶液中，然后冷卻至1-25℃，攪拌下加入交聯(lián)劑，使得高分子基體發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)1-120秒；在溶液失去流動(dòng)性之前轉(zhuǎn)入模具中，使之凝固成膜；

優(yōu)選的，反應(yīng)溶液中含有0.03-0.5gmL^-1的高分子基體、0.01-2molL^-1的電解質(zhì)和0.4-5體積百分比的交聯(lián)劑，交聯(lián)反應(yīng)時(shí)間為5-60秒；

所述的交聯(lián)劑為戊二醛、丙烯醛、馬來酸酐中的一種或幾種；

所述的鑄膜模具是塑料、玻璃或者金屬器皿。

8.制備權(quán)利要求1-6所述的水凝膠電解質(zhì)薄膜的方法，其特征在于，所述的水凝膠電解質(zhì)薄膜采用為化學(xué)交聯(lián)-刮涂成膜法制備，步驟如下：將高分子基體在加熱條件下溶于電解質(zhì)水溶液中，然后冷卻至1-25℃，加入交聯(lián)劑并攪拌，使得高分子基體發(fā)生化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為1-120秒；在溶液失去流動(dòng)性之前轉(zhuǎn)入平面基底，然后迅速用刮刀刮涂成膜；

所述的交聯(lián)劑為戊二醛、丙烯醛、馬來酸酐中的一種或幾種；

所述的鑄膜模具是塑料、玻璃或者金屬器皿。

9.按照權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的水凝膠電解質(zhì)薄膜，其特征在于，所述的薄膜用作柔性的超級(jí)電容器的凝膠電解質(zhì)。