[發明專利]一種復合固態電解質材料及其制備方法、全固態電致變色器件

有效

• 申請號: 201710170172.7
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN108254990B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 徐春葉;汪文靜;管世安;鄭建明
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G02F1/153
• 分類號: G02F1/153
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發明提供了一種復合固態電解質材料，包括：高粘聚合物多孔膜；與設置在高粘聚合物多孔膜孔內的聚乙二醇電解質填充物；所述聚乙二醇電解質填充物包括改性聚乙二醇、透明光固化樹脂與鋰鹽。與現有技術相比，本發明將高粘聚合物多孔膜引入復合固態電解質材料中，其粘接性能較好；同時在多孔膜孔內設置高電導率的聚乙二醇電解質填充物，從而使復合固態電解質材料具有堪比液態器件的響應時間，顯著提高了電解質的離子電導率與粘接性能，進而提高了全固態電致變色器件的循環壽命。

技術領域

本發明屬于電致變色技術領域，尤其涉及一種復合固態電解質材料及其制備方法、全固態電致變色器件。

背景技術

近年來，隨著人們節能、環保意識的增強，在建筑物、車輛等空間中采用能夠節能的電致變色窗即智能窗成為一個研究熱點。全固態智能窗因其實用性和可操作性備受人們青睞，這種智能窗主要由全固態電致變色器件和輔助電路組成，其透(反)射率可在一定波段人工調控。

固體電解質是構成全固態電致變色器件的關鍵材料之一，在器件中作為電解質和電極間隔膜，為電致變色反應提供所需要的補償離子。它除了要有高的離子電導率和電子電阻率，同時還必須具有良好的光透過率，以提高器件的顏色對比度。電解質的好壞直接影響著電致變色器件的性能，其中聚合物電解質質量輕、粘接性好、易成膜、電化學和熱穩定性好，是功能高分子材料領域的研究熱點之一，在電致變色器件方面有著廣闊的應用前景。

但電致變色固態電解質在前期的研究主要針對電導率的提高，而忽視了與基底的粘接性能，進而影響器件的循環穩定性和整體性能。2010年Hailin Hu在Journal of SolidState Electrochemistry上發表的一篇文章，將異丙醇鈦加入酸性聚乙二醇(PEG)溶液中制備混合固態電解質，但用其組裝的電致變色器件循環壽命只有1000次，部分原因是PEG電解質與基底缺乏良好的粘接性能，故而在循環過程易受到外界環境影響導致穩定性差。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種復合固態電解質材料及其制備方法、全固態電致變色器件，該復合固態電解質材料具有較好的離子電導率與粘接性能。

本發明提供了一種復合固態電解質材料，包括：

高粘聚合物多孔膜；

與設置在高粘聚合物多孔膜孔內的聚乙二醇電解質填充物；

所述聚乙二醇電解質填充物包括改性聚乙二醇、透明光固化樹脂與鋰鹽。

優選的，所述改性聚乙二醇為羥基烷基丙烯酸酯經二異氰酸酯類化合物接枝聚乙二醇形成。

優選的，所述聚乙二醇電解質填充物還包括電解質溶劑；所述電解質溶劑選自碳酸丙二醇酯、碳酸乙烯酯、二甲基亞砜與二甲基甲酰胺中的一種或多種。

優選的，所述改性聚乙二醇、透明光固化樹脂與鋰鹽的質量比為1：(0.3～1):(8.8×10^-3～30.8×10^-3)。

優選的，所述高粘聚合物多孔膜與聚乙二醇電解質填充物的質量比為1：(1.35～1.45)。

優選的，所述高粘聚合物多孔膜中的高粘聚合物選自聚乙烯醇縮丁醛、乙烯-醋酸乙烯共聚物與聚氨基甲酸酯中的一種或多種。

優選的，所述高粘聚合物多孔膜的厚度為5～50μm；

所述高粘聚合物多孔膜的孔密度為2.2×10⁴～9.8×10⁴個/cm³。

本發明還提供了一種復合固態電解質材料的制備方法，包括以下步驟：

將高粘聚合物與致孔劑混合后旋涂，得到高粘聚合物多孔膜；