[发明专利]一种聚合物凝胶电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种聚合物凝胶电解质，其特征在于，所述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。

2.一种如式(I)所示的聚合物凝胶电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法通过聚(乙烯基吡啶-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)聚合物与氧化还原对碘化物/I₂混合，反应得到所述聚合物凝胶电解质。

3.如权利要求2所述聚合物凝胶电解质的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

步骤(1)将乙烯基吡啶单体和丙烯酸酯类单体溶于溶剂中，形成溶液；将引发剂溶于溶剂中，形成引发剂溶液；向聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)和溶剂的混合物通入氮气并升温，再加入所述乙烯基吡啶单体和丙烯酸酯类单体的溶液与引发剂溶液，反应得到聚(乙烯基吡啶-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)聚合物，该聚合物中的聚(乙烯基吡啶-丙烯酸酯)结构如化学式(II)所示；其中，x∶y的个数比为1∶(2.4～4.3)；

步骤(2)将步骤(1)得到的聚(乙烯基吡啶-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)聚合物加入到碘化物/I₂电解质溶液中，在密封环境中于60-75℃加热、搅拌，再冷却至室温得到所述聚合物凝胶电解质；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。

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(乙烯基吡啶-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)聚合物∶碘化物/I₂电解质溶液的重量比为1∶(1～3)。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述乙烯基吡啶单体∶丙烯酸酯类单体∶引发剂∶聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)∶溶剂的质量比为1∶(2～8)∶(0.03～0.2)∶(2～36)∶(5～20)。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述乙烯基吡啶单体是4-乙烯基吡啶；丙烯酸酯类单体是甲基丙烯酸甲酯MMA、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯BA、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸氟代庚酯、或甲基丙烯酸氟代庚酯；所述溶剂是乙醇、甲苯、氯仿、或丙酮；所述引发剂是偶氮二异丁腈。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碘化物/I₂电解质溶液中的碘化物∶I₂∶离子液体∶溶剂的质量比为1∶(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NaI、KI或LiI；所述溶剂是3-甲氧基丙腈、乙腈，γ-丁内酯；所述电离子液体是1-甲基-3-丁基咪唑碘或1，3-二甲基咪唑碘。

9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，进一步包括精制步骤：在所述步骤(1)完成后可进行精制步骤，将所述P(VP-A)/P(VDF-HFP)聚合物经旋干溶剂后真空干燥至恒重。

10.如权利要求1所述的聚合物凝胶电解质在制备染料敏化太阳能电池中的应用。