[发明专利]可降解、耐低温水凝胶电解质及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种可降解、耐低温水凝胶电解质，其特征在于，所述可降解、耐低温水凝胶电解质包括可降解、耐低温水凝胶，以及渗透吸附于所述可降解、耐低温水凝胶中的无机盐电解质溶液；

所述可降解、耐低温水凝胶为由聚合物单体、交联剂、引发剂在溶剂中发生自由基聚合反应制成的凝胶；

所述聚合物单体包括丙烯酸钾和丙烯酰胺，所述交联剂为二氧化碳衍生的环状碳酸酯，所述二氧化碳衍生的环状碳酸酯和丙烯酰胺的摩尔比为1:8～2:1，所述二氧化碳衍生的环状碳酸酯具体为环状碳酸脂封端的聚乙二醇，所述环状碳酸脂封端的聚乙二醇的结构为

其中，n为正整数；

所述无机盐电解质溶液浓度为0.2～4.2mol/L，所述无机盐电解质溶液和所述可降解、耐低温水凝胶的质量比为0.9～5.4。

2.根据权利要求1所述的一种可降解、耐低温水凝胶电解质，其特征在于，所述引发剂选择过硫酸铵。

3.根据权利要求1所述的一种可降解、耐低温水凝胶电解质，其特征在于，所述无机盐选自硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、双三氟甲烷磺酰亚胺锌、硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、硫酸钠、硝酸锂、氯化锂、六氟磷酸锂或双三氟甲烷磺酰亚胺锂中的一种或其中几种的混合。

4.权利要求1-3中任一项所述可降解、耐低温水凝胶电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将丙烯酸配制成相应水溶液，加入氢氧化钾调节pH，制得丙烯酸钾水溶液；

2)将二氧化碳衍生的环状碳酸酯、丙烯酰胺加入步骤1)制备的丙烯酸钾溶液中，得到混合均匀的前驱体溶液，所用二氧化碳衍生的环状碳酸酯和丙烯酰胺的摩尔比为1:8～2:1；

3)将引发剂配置成相应的水溶液并加入步骤2)制备的前驱体溶液中；

4)将步骤3)所得溶液浇铸在相应的模具中密封并放置一定时间，即得到可降解、耐低温水凝胶；

5)将步骤4)得到的可降解、耐低温水凝胶干燥后吸收一定量的无机盐电解质溶液，即得到可降解、耐低温水凝胶电解质；所用无机盐电解质溶液浓度为0.2～4.2mol/L，无机盐电解质溶液和步骤4)得到的可降解、耐低温水凝胶冷冻干燥后的质量比为0.9～5.4。

5.根据权利要求4所述的一种可降解、耐低温水凝胶电解质的制备方法，其特征在于，步骤1)的丙烯酸钾水溶液的pH为7～14。

6.根据权利要求4所述的一种可降解、耐低温水凝胶电解质的制备方法，其特征在于，步骤3)所用引发剂含量为聚合物单体质量百分比含量的1wt‰～5wt％，其中所述聚合物单体为丙烯酸钾和丙烯酰胺。

7.权利要求1-3中任一项所述可降解、耐低温水凝胶电解质的应用，其特征在于，所述可降解耐、低温水凝胶电解质在制备水系锂离子电池、锌离子电池、锌空电池、超级电容器中的用途。