一种咪唑类聚离子液体凝胶电解质及其制备方法技术

技术编号:26973956 阅读:36 留言:0更新日期:2021-01-06 00:08
本发明专利技术涉及一种咪唑类聚离子液体凝胶电解质及其制备方法,包括以下步骤:1‑乙烯基‑3‑丁基咪唑溴与双三氟甲基磺酰亚胺锂溶液进行离子交换,得到1‑乙烯基‑3‑丁基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子液体。取甲基丙烯酸羟乙酯单体、VBImTFSI、交联剂二甲基丙烯酸乙二醇酯在室温下混合,再加入引发剂偶氮二异丁腈热引发成为凝胶。本发明专利技术通过简单的“一锅法”成功制得了一种新型聚离子液体凝胶。该凝胶网络的主体由VBImTFSI和HEMA的乙烯基单元共聚构成,所形成的化学交联网络非常稳定并赋予了凝胶优异的机械性能。制备所得的离子液体凝胶电解质拥有高的热稳定性、机械性能、电化学稳定性和离子电导率。在柔性可穿戴、锂电池、太阳能电池、超级电容器等领域具有重要应用意义。

【技术实现步骤摘要】
一种咪唑类聚离子液体凝胶电解质及其制备方法
本专利技术涉及聚离子液体凝胶领域,尤其涉及一种咪唑类聚离子液体凝胶电解质及其制备方法。
技术介绍
电解质作为电化学响应器件核心材料之一,直接决定了器件的性能与使用寿命。目前广为使用的液态电解质,存在着易泄露,封装要求高等缺点,严重影响了电化学响应器件的实际应用。离子液体是一种室温下为液态的无机盐,具有不挥发、高电导率、无饱和蒸气压、热稳定性优异等特点。聚离子液体凝胶是一种以离子液体为分散介质形成的凝胶,作为一种新型材料,离子液体不仅保持了离子液体原有的性质,而且解决了离子液体外溢的问题,其在形状上较高的可塑性满足了人们对特殊材料的需求,同时拓展了离子液体的应用范围。聚离子液体凝胶电解质通常表现出较差的机械性能以及较低的离子电导率,为了获得基于离子液体的柔性聚合物电解质,近年来已有人提出交联策略。2019年,Guo等人通过将离子液体固定在由脲基-嘧啶酮与1,2-二甲基-3-乙氧基乙基咪唑双(三氟甲磺酰基)酰亚胺形成的氢键网络中,该电解质有高的离子电导率,但其机械强度不高,断裂伸长率仅为8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种咪唑类聚离子液体凝胶电解质的制备方法,其特征在于所述的唑类聚离子液体凝胶电解质的制备包括如下步骤:/n(1)制备离子液体:将1-乙烯基-3-丁基咪唑溴溶于去离子水A,加入溶于去离子水B的双三氟甲基磺酰亚胺锂,于15-25℃进行离子交换反应10-24h,得到油状物,用去离子水C洗涤所述油状物至不存在溴离子,洗涤后的油状物在75-90℃下真空干燥20-26小时,得1-乙烯基-3-丁基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子液体,所述的1-乙烯基-3-丁基咪唑溴与所述的双三氟甲基磺酰亚胺锂的物质的量比为1:0.8-1.2;/n(2)制备聚离子液体凝胶电解质:将甲基丙烯酸羟乙酯单体、步骤(1)制得的...

【技术特征摘要】
1.一种咪唑类聚离子液体凝胶电解质的制备方法,其特征在于所述的唑类聚离子液体凝胶电解质的制备包括如下步骤:
(1)制备离子液体:将1-乙烯基-3-丁基咪唑溴溶于去离子水A,加入溶于去离子水B的双三氟甲基磺酰亚胺锂,于15-25℃进行离子交换反应10-24h,得到油状物,用去离子水C洗涤所述油状物至不存在溴离子,洗涤后的油状物在75-90℃下真空干燥20-26小时,得1-乙烯基-3-丁基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子液体,所述的1-乙烯基-3-丁基咪唑溴与所述的双三氟甲基磺酰亚胺锂的物质的量比为1:0.8-1.2;
(2)制备聚离子液体凝胶电解质:将甲基丙烯酸羟乙酯单体、步骤(1)制得的1-乙烯基-3-丁基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子液体、交联剂和引发剂在室温下混合,再加入到准备好的模具中放入烘箱70-80℃下进行热聚合,成型得到咪唑类聚离子液体凝胶电解质,所述的交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯或N,N-亚甲基双丙烯酰胺,所述的引发剂为偶氮二异丁腈,所述的甲基丙烯酸羟乙酯单体与1-乙烯基-3-丁基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子液体的质量比是1:20-60,所述的交联剂的质量为所述甲基丙烯酸羟乙酯单体与1-乙烯基-3-丁基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子液体总质量的1~3wt%,所述的引发剂的质量为所述甲基丙烯酸羟乙酯单体与1-乙烯基-3-丁基咪唑双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺离子液体总质量的0.5~1wt%。


2.如权利要求1所述的咪唑类聚离子液体凝胶电解质的制备方法,其特征在于所述的步骤(1)中洗涤后的油状物,在75-90℃下真空干燥24小时。


3.如权利要求1所述的咪唑类聚离子液体凝胶电解质的制备方法,其特征在于所述的步骤(2)中模具放入烘箱后70-80℃下进行热聚合1-5h。


4.如权利要求3所述的咪唑类聚离子液体凝胶电解质的制备方法,其特征在于步骤(2)所述的聚离子液体凝胶电解质的聚合反应温度为75℃。


5.如权利要求1所述的咪唑类聚离子液体凝胶电解质的制备方法,其特征在于步骤(1)中用去离子水洗涤后溴离子的检测方法为:在水相中...

【专利技术属性】
技术研发人员:钱欣曹棣
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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