[发明专利]一种抗低温柔性热电材料、热电池及其制备方法

权利要求书

1.一种抗低温柔性热电材料，其特征在于：由柔性可拉伸基体与氧化还原电对交联后引入多元醇得到；其中，所述柔性可拉伸基体由聚电解质单体和水溶性单体共聚获得；

由聚电解质单体和水溶性单体共聚获得所述柔性可拉伸基体的方法为：

将聚电解质单体、水溶性单体、交联剂和引发剂按比例溶解在去离子水中，获得前驱体溶液；

将获得的前驱体溶液倒入模具中脱气密封，聚合获得柔性可拉伸基体；

所述聚电解质单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或聚苯乙烯磺酸钠；所述水溶性单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸；所述交联剂为聚乙二醇丙烯酸；

所述氧化还原电对为氯化铁/氯化亚铁或铁氰化钾/亚铁氰化钾；

所述多元醇为丙三醇或乙二醇。

2.根据权利要求1所述的抗低温柔性热电材料，其特征在于：所述氧化还原电对与多元醇及水形成混合物，所述柔性可拉伸基体浸泡在混合物中进行溶剂交换得到所述柔性热电材料。

3.根据权利要求2所述的抗低温柔性热电材料，其特征在于：所述氧化还原电对的摩尔比为1:1~1:2，浓度为0.02 M~ 0.9 M；多元醇与水的体积比为1:1~2:1。

4.根据权利要求1所述的抗低温柔性热电材料，其特征在于：所述聚电解质单体和水溶性单体的总浓度为所述前驱体溶液的20-30 wt%，所述水溶性单体与所述聚电解质单体的质量比为100: 11~25。

5.根据权利要求4所述的抗低温柔性热电材料，其特征在于：所述引发剂为聚电解质单体和水溶性单体总质量的0.2~0.4 mol%，所述交联剂为聚电解质单体和水溶性单体总质量的1~2 wt%。

6.一种抗低温柔性热电池，由柔性热电本体和电极封装而成，其特征在于：所述柔性热电本体由权利要求1-5任一所述抗低温柔性热电材料制成。

7.一种抗低温柔性热电池的制备方法，其特征在于，步骤为：

将聚电解质单体、水溶性单体、交联剂和引发剂按比例溶解在去离子水中，获得前驱体溶液；

将获得的前驱体溶液倒入模具中脱气密封，聚合获得柔性可拉伸基体；

将所述柔性可拉伸基体浸泡在氧化还原电对、多元醇及水的混合物中进行溶剂交换，制备得到抗低温柔性热电池本体；

在所述抗低温柔性热电池本体的冷端和热端分别集成电极封装后即制备得抗低温柔性热电池；

所述聚电解质单体为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或聚苯乙烯磺酸钠；所述水溶性单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酸羟乙酯或丙烯酸；所述交联剂为聚乙二醇丙烯酸；

所述氧化还原电对为氯化铁/氯化亚铁或铁氰化钾/亚铁氰化钾；

所述多元醇为丙三醇或乙二醇。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述电极采用铜电极、铂电极、银电极或碳电极。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：聚合获得柔性可拉伸基体的反应条件为，在60~70 ℃下稳态反应10~12 h。