聚（乙烯基咪唑-丙烯酸酯-丙烯酸）/聚乙二醇准固态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)所示的聚(乙烯基咪唑-丙烯酸酯-丙烯酸)/聚乙二醇共混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-丙烯酸)/聚乙二醇P(VIM-A-AA)/PEG共混物与氧化还原对碘化物/I₂混合，制备得到所述准固态电解质。本发明制备方法具有路线简单，操作条件温和，产物提纯步骤简单，产率高，易于封装，无渗漏、寿命长，可广泛应用于太阳能电池等优点。

主权项

一种用于染料敏化太阳能电池的聚(乙烯基咪唑‑丙烯酸酯‑丙烯酸)/聚乙二醇准固态电解质，其特征在于，所述准固态电解质的结构由如下化学式(I)表示：其中，M⁺代表Na⁺、K⁺或Li⁺；R₁代表H或CH₃；R₂代表H或CH₃；R₃代表CH₃、C₄H₉、CH₂CH₂OH或CH₂CH₂CH₂OH或C₇F₁₅；其中，所述聚(乙烯基咪唑‑丙烯酸酯‑丙烯酸)/聚乙二醇准固态电解质按以下步骤制备得到：步骤(1)：将乙烯基咪唑单体、丙烯酸酯类单体、丙烯酸类单体溶于溶剂中；将引发剂溶于溶剂中；向聚乙二醇和溶剂的混合物通入氮气并升温；再加入所述乙烯基咪唑单体、丙烯酸酯类单体与丙烯酸类单体的溶液和所述引发剂溶液，反应得到聚(乙烯基咪唑‑丙烯酸酯‑丙烯酸)/聚乙二醇共混物，该共混物中的聚(乙烯基咪唑‑丙烯酸酯‑丙烯酸)如化学式(II)所示；其中，x：y：z的个数比为(22～372)：(45～850)：(4～349)；R₁代表H或CH₃；R₂代表H或CH₃；R₃代表CH₃、C₄H₉、CH₂CH₂OH或CH₂CH₂CH₂OH或C₇F₁₅；其中，所述步骤(1)得到的P(VIM‑A‑AA)/PEG共混物中存在分子间氢键如下化学式(III)所示：式(III)中，R₁代表H或CH₃；R₂代表H或CH₃；R₃代表CH₃、C₄H₉、CH₂CH₂OH或CH₂CH₂CH₂OH或C₇F₁₅；步骤(2)：将步骤(1)得到的聚(乙烯基咪唑‑丙烯酸酯‑丙烯酸)/聚乙二醇共混物加入到碘化物/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准固态电解质；其中，所述碘化物/I₂电解质溶液是将碘化物、I₂和溶剂混合搅拌之后得到。