[发明专利]一种具有光谱增塑效应的全固态聚合物电解质及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种具有光谱增塑效应的全固态聚合物电解质及其制备方法和应用，其中，所述具有光谱增塑效应的全固态聚合物电解质由偶氮苯类共聚聚合物、电解质盐及添加剂组成，将含有偶氮苯基团的乙烯类单体与另一种乙烯类单体通过自由基共聚得到偶氮苯类共聚聚合物；再将上述的偶氮苯类共聚聚合物、电解质盐和添加剂按一定的比例溶于溶剂中，挥发溶剂、干燥后即可得到所述聚合物电解质。本发明提供的聚合物电解质在紫外光或太阳光光照下，均可有效地降低偶氮苯类共聚聚合物基体的玻璃化转变点，有利于聚合物的链段运动，促进离子在聚合物电解质内的传输，从而获得更高的离子电导率，同时显著地提升聚合物电解质的力学性能。

技术领域

本发明涉及聚合物电解质材料领域，特别涉及一种具有光谱增塑效应的聚合物电解质及其制备方法和应用。

背景技术

随着移动电子设备、智能电网及电动汽车领域的发展的发展，人们对储能设备提出了更高的要求。电解质作为电化学器件的重要组成部分之一，承担着传输离子的重任，是电池实现快充快放、高比容量以及高能量转换效率等的关键因素。对于传统电池的电解质而言，由于含有易挥发性和易燃性的液态有机物，在电池滥用的状况下（如过充、过放、短路、热冲击等）极易导致起火、爆炸等不安全现象。相比之下，不含任何有机溶剂的全固态聚合物电解质具有优异的电化学稳定性以及安全性，被广泛认为是一类非常有前景的新型电解质。虽然固态电解质解决了液体电解质的不足，但是其自身存在着电导率低、力学性能差等不足之处，制约了该类电解质在实际中的应用。当前为了提高固态电解质的离子电导率，主要采取的方法包括添加增塑剂、无机填料，或者通过共聚、交联、接枝、超支化等手段改变聚合物的结构抑制聚合物结晶，降低玻璃化转变温度，从而增加体系的电导率，但其离子电导率依旧较低，无法满足在现实电化学器件的使用需求。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足，提供了一种具有光谱增塑效应的全固态聚合物电解质。

本发明的另一目的在于提供上述具有光谱增塑效应的全固态聚合物电解质的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述具有光谱增塑效应的全固态聚合物电解质的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种具有光谱增塑效应的全固态聚合物电解质，包括如下质量百分比计的组分：

偶氮苯类共聚聚合物 5%~30%；

添加剂 50%~90%；

电解质盐 5%~30%；

所述的偶氮苯类共聚聚合物由含有偶氮苯基团的乙烯类单体与另一种乙烯类单体通过自由基共聚反应制得；

所述的含有偶氮苯基团的乙烯类单体包含但不限于下式的一种或多种：

其中，n=0~11；R₁为羟基、羧基、醛基或氰基；

所述的另一种乙烯类的单体包括但不限于丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。

优选地，所述的含偶氮苯基团的乙烯类单体与另一乙烯类单体反应的摩尔比范围为（90:10）~（10:90）。

本发明提供了一种较为绿色环保的新方法来提高固态聚合物电解质的离子电导率，即利用含有紫外光和可见光的光谱来加快偶氮苯共聚物光异构转变速率，加快聚合物分子链的运动，从而达到光增塑的效果，促进离子在聚合物电解质中的迁移，最终实现增加离子电导率的目的，并获得优异的机械性能（如拉伸性能），为开发新一代的电化学器件提供新的思路。