【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及解耦电解质，特别是涉及解耦低共熔凝胶电解质及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，通过解耦电解质的策略，可以突破传统水系锌基电池的电压限制，并获得接近理论比容量的高性能，从而实现高能量密度。但是，目前基于液态解耦电解质开发的解耦电池需要昂贵的离子选择性膜，且电池结构复杂，无法制备软包电池；同时，离子选择性膜的存在，大大增加了离子传输阻力，导致电池倍率性能不佳，无法实现极速快充，严重限制了其规模化实际应用。
2、虽然目前利用解耦水凝胶电解质，可以避免使用昂贵的离子选择性膜，同时简化电池结构。但是，解耦水凝胶电解质的界面处，氢离子和氢氧根离子的离子交叉现象比较严重，导致电池寿命很短，远远达不到实际应用的要求。同时水凝胶低温易结冰，高温易失水，也不利于其在极端环境下的实际应用。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述问题，提供一种解耦低共熔凝胶电解质，所述解耦低共熔凝胶电解质包括层叠设置的酸性低共熔凝胶电解质和碱性低共熔凝胶电解质；
2、其中，所述酸性低共熔凝胶电解质的分散介质至少包括酸性低共熔溶剂和第一金属盐；所述碱性低共熔凝胶电解质的分散介质至少包括碱性低共熔溶剂和第二金属盐。
3、本专利技术还提供一种所述的解耦低共熔凝胶电解质的制备方法，包括以下步骤：
4、分别配制用于制备酸性低共熔凝胶电解质的第一前驱体和用于制备碱性低共熔凝胶电解质的第二前驱体；
5、将所述第一前驱体制备成酸性低共熔凝胶电解质以及将所
6、或者，将所述第一前驱体或者所述第二前驱体中的任一前驱体先制备成低共熔凝胶电解质，再将另一前驱体置于低共熔凝胶电解质上原位制备另一低共熔凝胶电解质，得到解耦低共熔凝胶电解质。
7、本专利技术还提供一种所述的解耦低共熔凝胶电解质在器件中的应用。
8、本专利技术还提供一种解耦电池，所述解耦电池包括依次层叠设置的正极片、所述的解耦低共熔凝胶电解质以及负极片，其中，所述解耦低共熔凝胶电解质中的酸性低共熔凝胶电解质贴合于所述正极片，碱性低共熔凝胶电解质贴合于所述负极片。
9、本专利技术还提供一种软包电池，所述软包电池的电池芯包括至少一个正极片和至少一个负极片，所述正极片和所述负极片依次交替叠合，且相邻的所述正极片和所述负极片之间均夹设有所述的解耦低共熔凝胶电解质，所述解耦低共熔凝胶电解质中的酸性低共熔凝胶电解质贴合于所述正极片，碱性低共熔凝胶电解质贴合于所述负极片。
10、本专利技术通过将解耦低共熔凝胶电解质设置为双层结构，并分别使用酸性低共熔溶剂和碱性低共熔溶剂作为分散介质，使得解耦低共熔凝胶电解质兼具优异的导电性、高的金属离子迁移数、宽的电化学窗口、宽温度范围耐受性以及粘附性和拉伸性能，同时可以有效避免氢离子和氢氧根离子的交叉以及正负极电解质中活性金属离子的交叉。因此，在将本专利技术的解耦低共熔凝胶电解质用于解耦电池时，不仅可以避免使用昂贵的离子选择性膜，简化电池结构，而且可以突破传统解耦电解质的倍率限制，使得解耦电池在超低温及高温条件下均实现极速快充，并保持高容量、高能量密度和长循环稳定性，在宽温域大规模储能领域具有很好的应用前景。
11、另外，采用本专利技术解耦低共熔凝胶电解质可以实现高容量与高能量密度的软包电池的组装，具有优异的电化学综合性能和宽的工作温度范围，尤其具有超低温极速快充性能，同时软包电池价格低廉且具有本征安全性，可以耐弯折、冲击、穿刺、剪切破坏、灼烧及水浸泡，在宽温域大规模储能领域也具有很好的应用前景。
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1.一种解耦低共熔凝胶电解质，其特征在于，所述解耦低共熔凝胶电解质包括层叠设置的酸性低共熔凝胶电解质和碱性低共熔凝胶电解质；
2.根据权利要求1所述的解耦低共熔凝胶电解质，其特征在于，所述酸性低共熔凝胶电解质的分散介质中还包括有酸性溶液；
3.根据权利要求2所述的解耦低共熔凝胶电解质，其特征在于，所述解耦低共熔凝胶电解质还满足以下条件中的至少一个：
4.根据权利要求1至3任一项所述的解耦低共熔凝胶电解质，其特征在于，所述酸性低共熔凝胶电解质的聚合物网络结构采用第一聚合物单体进行制备，所述碱性低共熔凝胶电解质的聚合物网络结构采用第二聚合物单体进行制备，所述第一聚合物单体和所述第二聚合物单体分别独立的选自两性离子聚合物单体、阳离子型聚合物单体、阴离子型聚合物单体或者非离子型聚合物单体中的至少一种；
5.一种如权利要求1至4任一项所述的解耦低共熔凝胶电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的解耦低共熔凝胶电解质的制备方法，其特征在于，采用第一聚合物单体、第一交联剂、第一光引发剂、第一金属盐以及酸性低
7.根据权利要求6所述的解耦低共熔凝胶电解质的制备方法，其特征在于，配制所述第一前驱体和/或所述第二前驱体时还满足以下条件中的至少一个：
8.一种如权利要求1至4任一项所述的解耦低共熔凝胶电解质在器件中的应用。
9.一种解耦电池，其特征在于，所述解耦电池包括依次层叠设置的正极片、如权利要求1至4任一项所述的解耦低共熔凝胶电解质以及负极片，其中，所述解耦低共熔凝胶电解质中的酸性低共熔凝胶电解质贴合于所述正极片，碱性低共熔凝胶电解质贴合于所述负极片。
10.一种解耦软包电池，其特征在于，所述解耦软包电池的电池芯包括至少一个正极片和至少一个负极片，所述正极片和所述负极片依次交替叠合，且相邻的所述正极片和所述负极片之间均夹设有如权利要求1至4任一项所述的解耦低共熔凝胶电解质，所述解耦低共熔凝胶电解质中的酸性低共熔凝胶电解质贴合于所述正极片，碱性低共熔凝胶电解质贴合于所述负极片。
...【技术特征摘要】
1.一种解耦低共熔凝胶电解质，其特征在于，所述解耦低共熔凝胶电解质包括层叠设置的酸性低共熔凝胶电解质和碱性低共熔凝胶电解质；
2.根据权利要求1所述的解耦低共熔凝胶电解质，其特征在于，所述酸性低共熔凝胶电解质的分散介质中还包括有酸性溶液；
3.根据权利要求2所述的解耦低共熔凝胶电解质，其特征在于，所述解耦低共熔凝胶电解质还满足以下条件中的至少一个：
4.根据权利要求1至3任一项所述的解耦低共熔凝胶电解质，其特征在于，所述酸性低共熔凝胶电解质的聚合物网络结构采用第一聚合物单体进行制备，所述碱性低共熔凝胶电解质的聚合物网络结构采用第二聚合物单体进行制备，所述第一聚合物单体和所述第二聚合物单体分别独立的选自两性离子聚合物单体、阳离子型聚合物单体、阴离子型聚合物单体或者非离子型聚合物单体中的至少一种；
5.一种如权利要求1至4任一项所述的解耦低共熔凝胶电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的解耦低共熔凝胶电解质的制备方法，其特征在于，采用第一聚合物单体、第一交联剂、第一光引发剂、第一金属盐以及酸性低共熔溶剂配制所述第一前驱体，其中，所述第一聚合物单体与所述酸性低共熔溶剂的质量比为10:...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘春森，谷超男，李晶晶，杜淼，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：
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