含乙烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质及其制备方法和应用

摘要

本发明属于化学及其能源电池技术领域，提出了一种如化学式(I)所示的含乙烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质及其制备方法和应用。本发明通过聚(乙烯基咪唑-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)P(VIM-A)/P(VDF-HFP)共混物与氧化还原对碘化物/I₂混合，制备得到所述聚合物凝胶电解质。本发明具有反应路线简单，操作条件温和，提纯步骤简单，产率高，易于封装，无渗漏、使用寿命长，产物可广泛应用于太阳能电池的制备等优点。

主权项

一种式(I)所示的含乙烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法通过将聚(乙烯基咪唑‑丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯‑六氟丙烯)共混物与碘化物/I₂电解质溶液混合，反应得到所述含乙烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质；其中，M⁺代表Na⁺、K⁺或Li⁺；R₁代表H或CH₃；R₂代表CH₃、C₄H₉、CH₂CH₂OH或CH₂CH₂CH₂OH或C₇F₁₅；所述制备方法依次包括以下步骤：步骤(1)：将乙烯基咪唑单体和丙烯酸酯类单体溶于溶剂中，形成乙烯基咪唑单体和丙烯酸酯类单体的溶液；将引发剂溶于溶剂中，形成引发剂溶液；向聚(偏氟乙烯‑六氟丙烯)与溶剂形成的混合物中通入氮气并升温；再加入所述乙烯基咪唑单体和丙烯酸酯类单体的溶液与所述引发剂溶液，反应得到聚(乙烯基咪唑‑丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯‑六氟丙烯)共混物；其中，聚(乙烯基咪唑‑丙烯酸酯)结构如化学式(II)所示，x：y的个数比为10：(20～320)；R₁代表H或CH₃；R₂代表CH₃、C₄H₉、CH₂CH₂OH、CH₂CH₂CH₂OH或C₇F₁₅；步骤(2)：将碘化物、I₂和溶剂混合搅拌得到所述碘化物/I₂电解质溶液；将步骤(1)得到的所述聚(乙烯基咪唑‑丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯‑六氟丙烯)共混物加入到所述碘化物/I₂电解质溶液中，再加入离子液体，在密封环境中于60‑75℃加热、搅拌，再冷却至室温得到所述含乙烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质。