[發明專利]一種溫度敏感型聚合物電解質及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710841520.9
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107759726B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 阮文紅;張希;黃逸夫;章明秋;戶獻雷;雷秋芬
• 申請（專利權）人: 中山大學;廣州天賜高新材料股份有限公司
• 主分類號: C08F220/54
• 分類號: C08F220/54;C08F226/10;C08F222/38;C08F220/20;C08F126/06;C08F2/32;C08G81/02;H01G11/56
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 陳衛

本發明涉及一種溫度敏感型聚合物電解質及其制備方法和應用，所述溫度敏感型聚合物電解質的制備方法如下：在劇烈攪拌條件下，將含有電解質的水相組分穩定分散于油相組分中形成乳濁液，然后在持續強攪拌和充惰性氣體的條件下升溫進行反相懸浮聚合反應即得所述溫度敏感型聚合物電解質；所述水相組分和油相組分的體積比為0.1～1.0：1。本發明通過反相懸浮聚合法反應得到了一種溫度敏感型聚合物電解質，該電解質綠色環保且能夠可逆循環；將其應用于電化學儲能器件中可有效解決一直阻礙高比能量密度和高功率儲能器件商業化廣泛應用的安全性問題。

技術領域

本發明涉及電化學儲能器件能源領域，尤其涉及一種溫度敏感型聚合物電解質及其制備方法和應用。

背景技術

在互聯網信息技術迅猛發展推動下，便攜式各類電子產品如智能手機、平板電腦、筆記本電腦和數碼相機等不斷更新換代，隨著生產技術和制造工藝的不斷突破和改進，未來這些電子產品必將朝著更加微型化、輕質化、柔性化方向發展。與此同時，這些多實用功能特性便攜式電子產品的能源輸出核心——電化學儲能器件也必將逐漸向著實現輕薄且柔性、高比能量、高比功率、綠色可再生、長循環壽命的目標方向繼續研究與開發，也以便使其適用于更多的應用領域，滿足高品質生活的應用需求，如電動汽車、混合染料汽車、脈沖電源設備、電站變流以及鐵路系統等。

然而，電化學儲能器件應用領域的快速擴展，尤其是在能量儲存性能方面向更高比能量輸出和更高比功率轉化的能源動力發展，對儲能器件提出了越來越高的技術挑戰，特別值得關注的是儲能器件的安全性。在日常生產和生活使用中，由于人為的不合理方式電化學儲能器件難免會處在不安全的狀態下，如過充電、過放電、短路、機械磨損、高溫儲存與運輸。在這些人為形式的濫用條件下，電化學儲能器件內部活潑電極和電解液物質之間容易繼續發生復雜的化學放熱反應以致在狹小器件腔體內溫度升高，反過來又繼續加速反應進行，迅速形成“雪崩”式的熱失控，從而導致儲能器件結構損壞，如電解液分解和金屬電極熔化，甚至可能出現儲能器件冒煙、著火、爆炸、乃至人員受傷等情況。據查閱資料，目前有關于儲能器件引起的安全性事故報道仍屢見不鮮，如手機充電爆炸、電腦電池燒損和電動汽車著火，這也就是現有的大容量儲能器件在安全性方面尚無法滿足儲能領域的應用要求的關鍵問題所在，從而嚴重阻礙了儲能器件的商業化生產與應用。

因此，為了電化學儲能器件適用于更廣泛的應用領域，在不斷追求更高比能量密度和高比功率輸出的儲能要求時，目前亟待解決的問題是發展新型的安全性保護技術，提高儲能器件的使用安全性。目前，針對如何解決電化學儲能器件的安全性問題，有不少研究學者分別從電極材料、電解質物質、器件結構與制造等不同方面著手探索與研究，同時也在一定程度上有效克服了儲能器件的不安全性問題，使研制的新型電化學儲能器件得以在不同能量密度需求領域廣泛應用。但由于以往應用的解決方案常以降低電解質離子電導率或室溫外電路電導率作為妥協，而且還存在一定的漏電現象和循環壽命短問題，儲能器件未能做到綠色環保和快速可逆的安全使用。

隨著技術與產業化的發展，研發一種既能達到綠色環保又能可逆循環的電解質，對于指導提高電化學儲能器件的使用安全性，進一步繼續開發輕薄且柔性、高比能量、高比功率、綠色可再生、長循環壽命的新型儲能器件具有極大的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種溫度敏感型聚合物電解質。

本發明通過反相懸浮聚合法反應得到了一種溫度敏感型聚合物電解質，該電解質綠色環保且能夠可逆循環；將其應用于電化學儲能器件中可有效解決一直阻礙高比能量密度和高功率儲能器件商業化廣泛應用的安全性問題。

本發明的另一目的在于提供上述溫度敏感型聚合物電解質在電化學儲能器件中的應用。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種溫度敏感型聚合物電解質，所述溫度敏感型聚合物電解質的制備方法如下：