六臂支化聚合离子液体凝胶电解质隔膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112259902A(43)申请公布日2021.01.22(21)申请号202010882966.8C08F120/34(2006.01)(22)申请日2020.08.28(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市孝陵卫200号(72)发明人杨勇李瑞靖朱鑫琳马新岩(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203代理人邹伟红(51)Int.Cl.H01M50/403(2021.01)H01M50/411(2021.01)H01M10/0565(2010.01)C08J5/22(2006.01)C08L33/14(2006.01)C08F8/44(2006.01)权利要求书4页说明书8页附图5页(54)发明名称六臂支化聚合离子液体凝胶电解质隔膜及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种六臂支化聚合离子液体凝胶电解质隔膜及其制备方法，其步骤为:1）使用六臂引发剂与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯进行聚合得到六臂支化聚合物，将六臂支化聚合物与溴代脂肪烃或溴代季铵盐反应，并进行离子交换得到六臂支化聚合离子液体；2）将上述六臂支化聚合离子液体与锂盐、离子液体共混，通过溶液浇铸法制备得到六臂支化聚合离子液体凝胶电解质隔膜。该凝胶电解质隔膜的电导率在60℃可以达到1.86×10‑5Scm‑1，电化学窗口大于4.5V，在电化学储能领域具有广阔的应用前景。CN112259902ACN112259902A权利要求书1/4页1.一种六臂支化聚合离子液体凝胶电解质隔膜，该凝胶电解质隔膜包括六臂支化聚合离子液体、锂盐和离子液体，其特征在于，六臂支化聚合离子液体的结构如下：其中，R1为以下结构：中的一种；R2为以下结构：m1为1～5；R3为以下结构：m2为1～3；n为聚合度。2.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，离子液体包括1-烷基-3-甲基咪唑盐离子液体、N,N-二甲基-N-乙基-N-(2-甲氧基)铵盐离子液体、N-烷基吡啶盐离子液体、N-烷基吡咯烷酮盐中的一种，离子液体在隔膜中的质量分数为5％～25％。3.一种六臂支化聚合离子液体，其特征在于，具有如下结构：2CN112259902A权利要求书2/4页其中，R1为以下结构：中的一种；R2为以下结构：m1为1～5；R3为以下结构：m2为1～3；n为聚合度。4.如权利要求3所述的六臂支化聚合离子液体的制备方法，包括：(1)将铜基催化剂和配体溶于甲基丙烯酸二甲氨基乙酯单体中，在氮气条件下，逐滴滴加六臂引发剂Ib的二甲基亚砜溶液，发生原子转移自由基聚合反应得到六臂支化聚合物Ic的步骤，3CN112259902A权利要求书3/4页(2)将六臂支化聚合物Ic与溴代脂肪烃或溴代季铵盐反应进行溴化接枝，得到六臂单中心聚合离子液体溴代中间体Id或双中心聚合离子液体溴代中间体Ie的步骤，(3)将Id或Ie与锂盐进行离子交换反应，得到目标产物I或目标产物II的步骤，4CN112259902A权利要求书4/4页5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1中，原子转移自由基聚合反应所用的铜基催化剂为CuBr或CuCl中的一种。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1中，配体为N,N,N',N”,N”-五甲基二亚乙基三胺、三(2-二甲氨基乙基)胺、1,1,4,7,10,10-六甲基三亚乙基四胺、2,2-联吡啶中的一种。7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤1中，六臂引发剂Ib、铜基催化剂、配体与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的摩尔比为1:6:6:600。8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤2中，六臂支化聚合物Ic与溴代脂肪烃或溴代季铵盐的质量比为1:2或1:3。9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3中，锂盐为LiTFSI和LiPF6中的一种。10.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤3中，六臂单中心聚合离子液体溴代中间体Id与锂盐的质量比为1:1.1～1.2，双中心聚合离子液体溴代中间体Ie与锂盐的质量比为1:2.1～2.2。5CN112259902A说明书1/8页六臂支化聚合离子液体凝胶电解质隔膜及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及全固态电池储能领域，具体涉及一种六臂支化聚合离子液体凝胶电解质隔膜及其制备方法。背景技术[0002]21世纪以来，随着科学技术的不断发展，笔记本电脑、手机等各种便携式移动电子设备已经成为日常生活中的必需品，这些移动终端的使用离不开储能器件的发展；同时，化石燃料的大规模使用带来诸如酸雨、温室效应等严重的环境污染问题，提高能源利用和转化效率，充分发展绿色能源技术迫在眉睫。储能技术作为一种新兴产业能够有效的缓解大自然的压力，实现可持续发展，也因此受到了极大程度的重视。其中，摇椅式电池，如锂电池、