[發明專利]一種具有光譜增塑效應的全固態聚合物電解質及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810362438.2
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108767313B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 阮文紅;唐文濤;黃逸夫;楊富杰;章明秋;容敏智
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重

本發明提供了一種具有光譜增塑效應的全固態聚合物電解質及其制備方法和應用，其中，所述具有光譜增塑效應的全固態聚合物電解質由偶氮苯類共聚聚合物、電解質鹽及添加劑組成，將含有偶氮苯基團的乙烯類單體與另一種乙烯類單體通過自由基共聚得到偶氮苯類共聚聚合物；再將上述的偶氮苯類共聚聚合物、電解質鹽和添加劑按一定的比例溶于溶劑中，揮發溶劑、干燥后即可得到所述聚合物電解質。本發明提供的聚合物電解質在紫外光或太陽光光照下，均可有效地降低偶氮苯類共聚聚合物基體的玻璃化轉變點，有利于聚合物的鏈段運動，促進離子在聚合物電解質內的傳輸，從而獲得更高的離子電導率，同時顯著地提升聚合物電解質的力學性能。

技術領域

本發明涉及聚合物電解質材料領域，特別涉及一種具有光譜增塑效應的聚合物電解質及其制備方法和應用。

背景技術

隨著移動電子設備、智能電網及電動汽車領域的發展的發展，人們對儲能設備提出了更高的要求。電解質作為電化學器件的重要組成部分之一，承擔著傳輸離子的重任，是電池實現快充快放、高比容量以及高能量轉換效率等的關鍵因素。對于傳統電池的電解質而言，由于含有易揮發性和易燃性的液態有機物，在電池濫用的狀況下（如過充、過放、短路、熱沖擊等）極易導致起火、爆炸等不安全現象。相比之下，不含任何有機溶劑的全固態聚合物電解質具有優異的電化學穩定性以及安全性，被廣泛認為是一類非常有前景的新型電解質。雖然固態電解質解決了液體電解質的不足，但是其自身存在著電導率低、力學性能差等不足之處，制約了該類電解質在實際中的應用。當前為了提高固態電解質的離子電導率，主要采取的方法包括添加增塑劑、無機填料，或者通過共聚、交聯、接枝、超支化等手段改變聚合物的結構抑制聚合物結晶，降低玻璃化轉變溫度，從而增加體系的電導率，但其離子電導率依舊較低，無法滿足在現實電化學器件的使用需求。

發明內容

本發明的目的在于根據現有技術的不足，提供了一種具有光譜增塑效應的全固態聚合物電解質。

本發明的另一目的在于提供上述具有光譜增塑效應的全固態聚合物電解質的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述具有光譜增塑效應的全固態聚合物電解質的應用。

本發明的目的通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種具有光譜增塑效應的全固態聚合物電解質，包括如下質量百分比計的組分：

偶氮苯類共聚聚合物 5%~30%；

添加劑 50%~90%；

電解質鹽 5%~30%；

所述的偶氮苯類共聚聚合物由含有偶氮苯基團的乙烯類單體與另一種乙烯類單體通過自由基共聚反應制得；

所述的含有偶氮苯基團的乙烯類單體包含但不限于下式的一種或多種：

其中，n=0~11；R₁為羥基、羧基、醛基或氰基；

所述的另一種乙烯類的單體包括但不限于丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一種或多種。

優選地，所述的含偶氮苯基團的乙烯類單體與另一乙烯類單體反應的摩爾比范圍為（90:10）~（10:90）。

本發明提供了一種較為綠色環保的新方法來提高固態聚合物電解質的離子電導率，即利用含有紫外光和可見光的光譜來加快偶氮苯共聚物光異構轉變速率，加快聚合物分子鏈的運動，從而達到光增塑的效果，促進離子在聚合物電解質中的遷移，最終實現增加離子電導率的目的，并獲得優異的機械性能（如拉伸性能），為開發新一代的電化學器件提供新的思路。