[发明专利]一种凝胶聚合物电解质膜及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质膜的材质包含聚合物基底材料与离子液体混合形成的混合材料，所述聚合物基底材料与所述离子液体的质量比为100:30~50，所述聚合物基底材料为聚乙烯醇，所述离子液体为具有如结构式（1）所示的化合物：

式中Y^-为BF₄^-、PF₆^-、(CF₃SO₂)₂N-或CF₃SO₃^-。

2.如权利要求1所述的凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，所述聚乙烯醇的质均分子量为2~20万。

3.一种凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将N-甲基吡咯烷与甲氧基乙氧基卤代甲烷按照摩尔比为1∶1.05~1.2的比例混合，在惰性气体保护下加热至60℃~80℃，搅拌反应48~72小时，得到具有如下结构式表示的化合物A：

式中，X^-为Cl^-、Br^-、I^-；

（2）将所述化合物A与通式为M⁺Y^-的盐按照摩尔比为1:1~1.1的比例混合，加入去离子水，在室温下搅拌反应8~24小时，得到具有如结构式（1）表示的离子液体：

其中，M⁺为Na⁺、K⁺或NH₄⁺；Y^-为BF₄^-、PF₆^-、(CF₃SO₂)₂N^-或CF₃SO₃^-；

（3）将所述离子液体与聚乙烯醇按照质量比为30~50：100的比例混合，加入有机溶剂，在无水及惰性气体保护下，加热至40℃~60℃，搅拌均匀形成粘稠溶液，将所述粘稠溶液浇铸在玻璃板上，在80℃~100℃下真空干燥24小时~48小时，冷却后，剥离得到所述凝胶聚合物电解质膜。

4.如权利要求3所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述甲氧基乙氧基卤代甲烷为甲氧基乙氧基氯甲烷、甲氧基乙氧基溴甲烷或甲氧基乙氧基碘甲烷。

5.如权利要求3所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气或氩气。

6.如权利要求3所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤（1）还包括对所述化合物A的如下纯化操作：所述反应完毕后，将所述反应的反应液静置冷却，用乙酸乙酯洗涤产物，并在80℃~100℃下真空干燥24小时~48小时，得到纯化的所述化合物A。

7.如权利要求3所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤（2）还包括对所述离子液体的如下纯化操作：所述反应完毕后，用二氯甲烷或氯仿萃取反应液1~5次，收集萃取液，用去离子水反萃取至用饱和AgNO₃水溶液滴定水相无沉淀产生为止，将有机相蒸发浓缩后，并在80℃~100℃下真空干燥24小时~48小时，得到纯化的所述离子液体。

8.如权利要求3所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的质均分子量为2~20万。

9.如权利要求3所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述有机溶剂为乙腈、乙醇或四氢呋喃，所述有机溶剂与聚乙烯醇的质量比为20%~30%。

10.如权利要求3~9择一所述方法制备得到的凝胶聚合物电解质膜在超级电容器中的用途。