The invention discloses a dual network Ion Gel with stimulation response and self repair. Taking ionic liquid as matrix, poly (vinylidene fluoride) CO (six P) (VDF (CO) HFP) is used as physical crosslinking network, and poly (methyl propanoic acid ester) copolymer with dynamic covalent bond cross-linking is used as chemical crosslinking network, two The polymer crosslinking network runs through each other and forms a dual network. Under the synergistic effect of dual networks, the obtained ionic gels have excellent mechanical properties, thermal stability and ionic conductivity. At the same time, because of their reversible dynamic covalent bonds, self healing can be achieved under the stimulation of light and heat, which can be widely applied to solid electrolyte and gas separation of lithium ion batteries. Membrane, flexible electrical apparatus, electrochemical sensor and so on.
【技术实现步骤摘要】
一种具有刺激响应性和自修复性的双网络离子凝胶
本专利技术涉及高性能凝胶,尤其涉及以离子液体为基质的双网络功能性凝胶材料,主要应用在凝胶固态电解质、柔性电器件、电化学传感器等方面,属于材料化学领域。
技术介绍
锂离子电池作为一种新型充电电池,具有能量密度高、开路电压高、输出功率大、充放电快等优点,广泛应用于智能手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。由于锂离子电池的工作电压远高于水的分解电压,因此锂离子电池常采用有机溶剂。由此带来了许多安全方面的问题,如电池漏液、爆炸、自燃。新型聚合物类锂离子电池采用固态聚合物或有机凝胶作为电解质,虽然解决了易燃易爆的问题,但是由于离子电导率较低,限制了其使用空间。同时,一般的固态电解质机械性能较差,在外力作用下可能会发生变形破碎,容易造成电池短路,破损。所以进一步提高固态电解质的机械性能和电导率是目前亟待解决的问题。室温离子液体,是指一类在熔点较低、在室温条件下处于液态的有机离子化合物。这类化合物的阴阳离子体积很大,结构松散,导致它们之间的作用力较低,以至于熔点接近室温。由于体系完全由离子构成,所以具有良好的电导率。同时,还具有电化学窗口宽、热稳定性好、不可燃、蒸气压极低等优点。将其制备成凝胶,应用于高性能电池、电容器、太阳能电池等可以大幅提升产品的安全性、稳定性。传统的离子凝胶通常采用与聚合物简单共混、原位自由基聚合法、溶胶-凝胶转化法、小分子凝胶剂法等方法制备。获得的凝胶为简单的网络结构,凝胶强度较差,易破碎。在超强水凝胶领域,利用双网络结构可以制备得到超高力学性能的水凝胶。借鉴这种材料的制备方法,将其引入离子凝胶领域,可以 ...
【技术保护点】
1.一种双网络离子凝胶,其特征在于,以离子液体为基质,由两种不同的聚合物交联网络相互贯穿组成双网络,两种聚合物交联网络为:聚(偏氟乙烯‑co‑六氟丙烯)形成的物理交联网络,含有动态共价键交联的聚甲基丙烯酸酯类共聚物形成的化学交联网络。
【技术特征摘要】
1.一种双网络离子凝胶,其特征在于,以离子液体为基质,由两种不同的聚合物交联网络相互贯穿组成双网络,两种聚合物交联网络为:聚(偏氟乙烯-co-六氟丙烯)形成的物理交联网络,含有动态共价键交联的聚甲基丙烯酸酯类共聚物形成的化学交联网络。2.如权利要求1所述的双网络离子凝胶,其特征在于,形成所述化学交联网络的聚甲基丙烯酸酯类共聚物的结构式如式I所示:式I中,R1为可发生动态共价反应的化学基团;n,m分别代表甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸酯衍生物在共聚物中的聚合度。3.如权利要求2所述的双网络离子凝胶,其特征在于,式I中R1为呋喃基、蒽基、香豆素基或它们的衍生物基团;n/m比值在2~10范围内,所述聚甲基丙烯酸酯类聚合物分子量不低于10000Da。4.如权利要求3所述的双网络离子凝胶,其特征在于,式I中:5.如权利要求1所述的双网络离子凝胶,其特征在于,所述双网络离子凝胶中,离子液体的质量百分比含量为50%~90%,聚(偏氟乙烯-co-六氟丙烯)的质量百分比含量为5%~25%,聚甲基丙烯酸酯类共聚物的质量百分比含量为5%~25%。6.如权利要求1所述的双网络离子凝胶,其特征在于,所述离子液体是以烷基咪唑盐类为正离子与无机负离子构成的室温离子液体。7.权利要求1~6中任一所述双网络离子凝胶的制备方法,包括以下步骤:1)...
【专利技术属性】
技术研发人员:沈志豪,汤哲浩,范星河,
申请(专利权)人:北京大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。