本发明专利技术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。本发明专利技术通过聚(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。本发明专利技术具有反应路线简单，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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学及其能源电池
，具体地涉及ー种含こ烯基咪唑链段的聚合物凝胶电解质及其制备方法。
技术介绍
染料敏化太阳能电池(DSSC)因其易组装、成本低、效率高(12. 3% )的优点而受到广泛的关注。例如，美国专利US 6479745中液体电解质组分为0.5mol/L KI、0.05mol/LI2，溶剂为碳酸丙烯酯，测得室温的电导率为7. 2mS. cnT1。但是，基于液体电解质和DSSC存在电池封装困难、溶剂挥发、染料解吸附、腐蚀反电极及寿命短等缺点，而聚合物电解质具有封装简单、廉价、性能稳定等优点。DSSC聚合物电解质作为具有实用性价值的聚合物电解质应满足以下条件(I)室温离子电导率达10_3s. CnT1数量级；(2)与电极界面接触性能良好，界面电阻小，界面电荷传输速度快；(3)良好的电化学稳定性；(4)良好的加工性能。现有技术的液体电解质存在溶剂易泄漏、易挥发、电池性能不稳定和使用寿命短等缺点。因此，无渗漏、使用时间长的聚合物准固体与固体电解质成为最有前途的材料。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中液体电解质造成的DSSC电池封装困难、溶剂挥发、染料解吸附、腐蚀反电极及寿命短等缺陷，提出了一种聚合物凝胶电解质及其制备方法和应用。本专利技术提出的含こ烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质及其制备方法具有路线简单，操作条件温和，产物提纯步骤简单而产率高，热稳定性好，易于封装，电化学稳定性良好等优点。本专利技术提出了ー种含こ烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质，其具有如下化学式(I)的结构权利要求1.ー种含こ烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质，其特征在于，所述含こ烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质的结构由如下化学式(I)表示2.ー种如化学式(I)所示的含こ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(こ烯基咪唑-丙烯酸酷)/聚(偏氟こ烯-六氟丙烯)共混物与碘化物/I2电解质溶液混合，反应得到所述含こ烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤 步骤(I):将こ烯基咪唑单体和丙烯酸酯类单体溶于溶剂中，形成こ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(偏氟こ烯-六氟丙烯)与溶剂形成的混合物中通入氮气并升温；再加入所述こ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(こ烯基咪唑-丙烯酸酷)/聚(偏氟こ烯-六氟丙烯)共混物；其中，聚(こ烯基咪唑-丙烯酸酷)结构如化学式(II)所示，X y的个数比为 10 (20 320) 代表 H 或 CH3 ；R2 代表 CH3> C4H9, CH2CH2OH, CH2CH2CH2OH 或 C7F15 ；4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述聚(こ烯基咪唑-丙烯酸酷)/聚(偏氟こ烯-六氟丙烯)共混物与所述碘化物/12电解质溶液的重量比为 I : (6. 7 15. 7)。5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，所述こ烯基咪唑单体丙烯酸酯类单体引发剂聚(偏氟こ烯-六氟丙烯)溶剂的质量比为I : (2 8) (0. 03 0. 10) (2 36) (5 70)。6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(I)中，所述こ烯基咪唑单体是N-こ烯基咪唑；所述丙烯酸酯类单体是甲基丙烯酸甲酷、丙烯酸甲酷、丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸丁酷、甲基丙烯酸羟こ酷、丙烯酸羟丙酷、丙烯酸氟代庚酷、或甲基丙烯酸氟代庚酯；所述溶剂是四氢呋喃、甲苯、氯仿、或丙酮；所述引发剂是偶氮ニ异丁腈、偶氮ニ异庚腈、过氧化ニ苯甲酰。7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，碘化物/12电解质溶液中碘化物I2 离子液体溶剂的质量比为I : (0. 68 0. 84) (8. 6 10. 7) (42 60)。8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述碘化物是Nal、KI、或LiI ;所述溶剂是3-甲氧基丙腈、こ腈、或Y-丁内酷；所述离子液体是I-甲基-3-丁基咪唑碘、1，3_ ニ甲基咪唑碘、或I-甲基-3-丙基咪唑碘。9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在干，进ー步包括精制步骤在所述步骤(I)完成后进行精制步骤，将所述聚(こ烯基咪唑-丙烯酸酷)/聚(偏氟こ烯-六氟丙烯)共混物经旋干溶剂后真空干燥至恒重。10.含こ烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质在制备染料敏化太阳能电池中的应用。全文摘要本专利技术属于化学及其能源电池
，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。本专利技术通过聚(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。本专利技术具有反应路线简单，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。文档编号H01G9/022GK102867648SQ20121033964公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日专利技术者宋春梅, 赵丹, 吴敏, 王永光, 闫欣, 张亮, 汪珍 申请人:华东师范大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含乙烯基咪唑链段聚合物凝胶电解质，其特征在于，所述含乙烯基咪唑链段聚合物凝胶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CH3、C4H9、CH2CH2OH或CH2CH2CH2OH或C7F15。FDA00002139093600011.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋春梅，赵丹，吴敏，王永光，闫欣，张亮，汪珍，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：
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