[发明专利]无溶剂聚合物离子导体及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及功能高分子材料领域，公开了一种无溶剂聚合物离子导体及其制备方法与应用。该制备方法包括先将含氨基或酰肼的化合物、醛类化合物、有机金属锂盐在有机溶剂中接触，发生可逆席夫碱反应得到凝胶，再将所述凝胶进行干燥，得到无溶剂聚合物离子导体。本发明制备得到的无溶剂聚合物离子导体具有室温离子电导率高的优点。

技术领域

本发明涉及功能高分子材料领域，具体涉及一种无溶剂聚合物离子导体及其制备方法与应用。

背景技术

聚合物离子导体具有成膜性好、质轻、柔韧性好、稳定性高等优点，且可通过灵活多样的分子链设计，赋予其可拉伸、自愈合、透明、形状记忆等多种功能性，显示出良好的应用前景，引起了广泛的关注。

聚合物离子导体通常可分为两类：聚合物凝胶和无溶剂聚合物离子导体。聚合物凝胶中的液体在低温时会产生相变凝固，在室/高温条件下凝胶中的溶剂会挥发，致使凝胶的可拉伸性和离子电导率急剧地降低，因而其热稳定性和环境适应性都很差，目前仍难以实现实际应用转化。

无溶剂聚合物离子导体分子链上含有孤对电子的杂原子(O、S、Si、N等)，与金属盐离子(Li⁺等)络合，随着聚合物分子链段的运动，金属离子与杂原子上的孤对电子通过配位作用不断地络合与解离，可实现金属离子沿聚合物分子链和链间的迁移。虽然无溶剂聚合物离子导体跟聚合物凝胶相比，可以实现实际应用转化，但是，无溶剂聚合物离子导体目前最大的瓶颈问题是其室温离子电导率低。

因此，亟待提供一种室温下离子电导率高的无溶剂聚合物离子导体及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的无溶剂聚合物离子导体室温离子电导率低的问题，提供一种无溶剂聚合物离子导体及其制备方法和应用，该无溶剂聚合物离子导体具有室温下离子电导率高的优点。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种无溶剂聚合物离子导体的制备方法，所述方法包括：先将含氨基或酰肼的化合物、醛类化合物、有机金属锂盐在有机溶剂中接触，发生可逆席夫碱反应得到凝胶，再将所述凝胶进行干燥，得到无溶剂聚合物离子导体；

其中，在所述含氨基或酰肼的化合物与醛类化合物中，至少有一个是聚合物；

所述含氨基的化合物选自聚氧乙烯二胺、聚二甲基硅氧烷二胺、均苯三胺、对苯二胺中的至少一种，所述含酰肼的化合物选自双对苯甲酰肼封端的聚氧乙烯和/或N,N,N,N-四丙酰肼封端的聚二甲基硅氧烷；

所述醛类化合物选自均苯三甲醛、对苯二甲醛、2,2,2-三取代对苯甲醛甲醚乙烷、醛基封端的聚氧乙烯、醛基封端的聚二甲基硅氧烷中的至少一种；

所述有机金属锂盐选自双三氟甲烷磺酰亚胺锂、高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、三氟甲烷磺酸锂中的至少一种。

本发明第二方面提供了一种由本发明第二方面所述的制备方法制备得到的无溶剂聚合物离子导体；优选地，所述无溶剂聚合物离子导体室温下离子导电率为0.3×10^-4S/cm-5×10^-4S/cm，优选为0.4×10^-4S/cm-3×10^-4S/cm。

本发明第三方面提供了一种无溶剂聚合物离子导体在电池中的应用。

通过上述技术方案，本发明取得的有益技术效果如下：

1)本发明提供的无溶剂聚合物离子导体具有室温离子电导率高的优点；

2)本发明提供的无溶剂聚合物离子导体的制备方法，操作简单，适合工业化推广；

3)本发明提供的无溶剂聚合物离子导体在电池领域具有良好的应用前景。

附图说明

图1是实施例1所制备的无溶剂聚合物离子导体的红外图；