本发明专利技术属于化学及其能源电池技术领域，提出了一种如化学式(I)所示的聚合物凝胶电解质及其制备方法和应用。本发明专利技术通过聚(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，制备得到所述聚合物凝胶电解质，本发明专利技术具有路线简单，操作条件温和，产物提纯步骤简单，产率高，易于封装，电化学稳定性良好、寿命长无渗漏等优点，可广泛应用于制备太阳能电池。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化学及其能源电池
，具体涉及一种聚合物凝胶电解质及其制备方法和应用。
技术介绍
染料敏化太阳能电池(DSSC)是一种高效、廉价、无污染的新型太阳能电池。1991年，GrStzd首次利用联吡啶钌(II)配合物染料和纳米多孔TiO2薄膜制备的染料敏化太阳能电池，获得了 7. I %的光电转换效率。自此DSSC受到了广大研究者的持续研究并取得长足的发展。美国专利US 6479745中液体电解质组分为O. 5mol/L KI、0.05mol/L I2，溶剂为 碳酸丙烯酯，测得室温的电导率为7. 2mS. cnT1。DSSC聚合物电解质作为具有实用性价值的聚合物电解质应满足以下条件(I)室温离子电导率达10_3S. cm-1数量级；(2)与电极界面接触性能良好，界曲电阻小，界面电荷传输速度快；(3)良好的电化学稳定性；(4)良好的加工性能。但是，基于液体电解质和DSSC存在电池封装困难、溶剂挥发、染料解吸附、腐蚀反电极及寿命短等缺点，而聚合物电解质具有封装简单、廉价、性能稳定等优点，引起了研究者浓厚的兴趣。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术中电解质溶液和DSSC存在的电池封装困难、溶剂挥发、染料解吸附、腐蚀反电极及寿命短等缺陷，提出了一种聚合物凝胶电解质及其制备方法和应用。本专利技术的聚合物凝胶电解质具有易于封装、电化学稳定性良好等有益效果，本专利技术提出的聚合物凝胶电解质制备方法具有路线简单，操作条件温和，产物提纯步骤简单，产率高、热稳定性好等优点。聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)和聚(乙烯基吡啶-丙烯酸酯)在不同溶剂(如腈类、酯类溶剂)中凝胶性不同，本专利技术创新地提出把两者结合起来，制备聚(乙烯基吡啶-丙烯酸酯)/聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)P (VP-A) /P (VDF-HFP)聚合物/碘化物/12凝胶电解质，使该高分子电解质不仅具有两种聚合物的优点，还实现更多的新的有益效果，例如，聚合物与体系的相容性得到提高、电解质的电导率得到提高。本专利技术聚(乙烯基吡啶-丙烯酸酯)聚合物结构新颖，选择乙烯基吡啶作为单体，由于吡啶基团具有与离子液体相似的分子结构，所以可以与离子液体互溶，提高电导率σ，有利于I离子的迁移；引入丙烯酸酯链段，提高与不同种类溶剂的互溶性能。由于丙烯酸酯类单体的取代基不同，可用不同丙烯酸酯类单体制备玻璃化温度不同的共聚物；引入偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物，可以有效降低凝胶电解质的固含量，从而提高电导率和电池效率。用本专利技术聚合物电解质组装的电池，稳定性好，性价比高，寿命长，无渗漏。本专利技术提出了一种聚合物凝胶电解质，其具有如下化学式(I)的结构权利要求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(I)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 I的个数比为I : (2. 4 4. 3);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I (I 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I : (2 8) (O. 03 O.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I : (O. 68 O. 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，Y - 丁内酯；所述电离子液体是I-甲基-3- 丁基咪唑碘或I，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(I)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I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。全文摘要本专利技术属于化学及其能源电池
，提出了一种如化学式(I)所示的聚合物凝胶电解质及其制备方法和应用。本专利技术通过聚(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，制备得到所述聚合物凝胶电解质，本专利技术具有路线简单，操作条件温和，产物提纯步骤简单，产率高，易于封装，电化学稳定性良好、寿命长无渗漏等优点，可广泛应用于制备太阳能电池。文档编号H01G9/022GK102891010SQ201210349830公开日2013年1月23日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日专利技术者宋春梅, 王永光, 赵丹, 韩会景, 汪珍, 胡芳芳 申请人:华东师范大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。FDA00002161191000011.jpg
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：宋春梅，王永光，赵丹，韩会景，汪珍，胡芳芳，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：
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