[發明專利]一種電場誘導分子取向排列的聚合物電解質及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211043052.8
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115360415A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 高國新;趙媛君;徐婧瑾;丁書江
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M10/0525
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 賀小停

1.一種電場誘導分子取向排列的聚合物電解質，其特征在于，所述聚合物電解質的制備原料包括：填料、單體、交聯劑、電解質鹽以及光引發劑，所述的交聯劑與單體的摩爾比為0.05％～10％；光引發劑與單體的摩爾比為0.1％～10％；電解質鹽與單體的摩爾比為1:12～2:1；所述的填料在所有原料形成的混合溶液中所占質量百分比為0.1％～30％；

所述的填料為有機填料或無機填料；

所述的單體為聚乙二醇單甲醚丙烯酸酯、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸羥乙酯中的一種或多種的混合；

所述的交聯劑為聚乙二醇二丙烯酸酯或己二醇二丙烯酸酯；

所述電解質鹽為鋰鹽、鈉鹽或鉀鹽。

2.根據權利要求1所述的一種電場誘導分子取向排列的聚合物電解質，其特征在于，所述的鋰鹽為雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、三氟甲磺酰-全氟丁基磺酰亞胺鋰、三氟甲磺酰-全氟丙基磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰或氯化鋰；

所述鈉鹽為雙三氟甲磺酰亞胺鈉、高氯酸鈉、雙氟磺酰亞胺鈉、氯化鈉或硝酸鈉；

所述鉀鹽為雙氟磺酰亞胺鉀、氯化鉀或硝酸鉀。

3.根據權利要求1所述的一種電場誘導分子取向排列的聚合物電解質，其特征在于，所述的光引發劑為1-羥基環己基苯基甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、2-二甲氨基-2-芐基-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]-1-丁酮、2,4-二羥基二苯甲酮、二芳基碘鎓鹽。

4.根據權利要求1所述的一種電場誘導分子取向排列的聚合物電解質，其特征在于，所述的有機填料為12-冠-4、15-冠-5或18-冠-6；

所述的無機填料為磷酸鋰鋁鍺LAGP、磷酸鋁鈦鋰LATP、鋰鑭鋯鉭氧LLZTO。

5.權利要求1-4任一項所述的一種電場誘導分子取向排列的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

第一步：將單體和電解質鹽均勻混合后，再分別加入交聯劑、填料以及光引發劑，使其充分溶解；

第二步：將透明離型膜緊貼在兩片透明導電基體上，再將硅膠模具固定在透明離型膜之間；

第三步：將透明導電基體作為上下兩電極，上下兩電極各粘上導電膠帶，將第一步配制好的溶液在滴加在兩電極之間絕緣區中的硅膠模具中，施加直流或交流電壓；

第四步：施加預設時間和電壓的電場后，利用紫外光照射使其光固化，所得固化的產物即為電場誘導分子取向排列的聚合物電解質。

6.根據權利要求5所述的一種電場誘導分子取向排列的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，所述的透明離型膜為聚對苯二甲酸乙二醇酯、鄰苯基苯酚、聚乙烯或聚四氟乙烯；

所述的透明導電基體為ITO導電玻璃。

7.根據權利要求5所述的一種電場誘導分子取向排列的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，當施加直流電壓時，電壓范圍為100-2000V，時間為5-20min；當施加交流電壓時，電壓范圍為100-1000V，頻率為100-5000Hz，時間為5-20min。

8.根據權利要求5所述的一種電場誘導分子取向排列的聚合物電解質的制備方法，其特征在于，采用紫外光照射進行光固化時，所采用紫外光波長為320-400nm，照射功率為30-400W，照射時間為1-30min。