[发明专利]一种光固化性能可控的新型固体电解质

说明书

本发明公开一种光固化性能可控的新型固体电解质，包括：以离子液体EMITFSI的质量为基准，即记EMITFSI为100wt％、4～8wt％光固化单体PEGDA、1～3wt％光固化催化剂HOMPP、5～10wt％硅包覆Fe₃O₄纳米颗粒、1wt％～3wt％聚合物颗粒PEO。本发明新型固体电解质(1)、制备过程简单，无需复杂的操作过程；(2)、有效导电成分高达80％以上，导电率高；(3)、随着制备磁场增大，生成在固体电解质内部的微纳结构逐步完善，使得材料导电率增大，这一特性可作为主动控制电解质导电能力的有效措施。

技术领域

本发明涉及固体电解质，特别涉及一种光固化性能可控的新型固体电解 质。

背景技术

聚合物固体电解质，作为全固态超级电容器良好的电子导电载体而被广 泛研究报道，然而电解质的电子导电性与其粘度或聚合物成分的多少直接相 关：

含聚合物较多的固体电解质具有确定的形状和更好的机械强度，然而原 本液体电解液的导电性能会丧失大半，反之，固体电解质不具备确定形状， 不能形成稳定的片层状材料应用到超级电容器当中。机械强度和导电性能的 选择，一直是设计新型固体电解质材料面临的挑战。

为了解决以上所提到的挑战，科研人员往往要选择性能更好、更加昂贵 的液体电解液原材料或者引入更复杂的人为干预操作控制聚合物的聚合过 程。虽然，这些固体电解质的研发过程中被赋予了很多优良的物理特性，然 而固体电解质的导电率问题仍未获得实质性的解决，其制备过程也十分繁琐， 往往需要高昂的设备投入而且制备耗时很长。

因此，现有技术存在问题，本发明基于此而研发。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种光固化性能可控的新型固体 电解质。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种光固化性能可控的新型固体电解质，包括：以离子液体EMITFSI的 质量为基准，即记EMITFSI为100wt％、4～8wt％光固化单体PEGDA、1～3wt％ 光固化催化剂HOMPP、5～10wt％硅包覆Fe₃O₄纳米颗粒、1wt％～3wt％聚 合物颗粒PEO。

优选地，该新型固体电解质包括：8wt％PEGDA、3wt％HOMPP、10wt％ 硅包覆Fe₃O₄纳米颗粒。

优选地，该新型固体电解质包括：1wt％或3wt％聚合物颗粒PEO。

本发明还提供上述新型固体电解质的制备方法，包括以下步骤：

(1)、将各成分按比例用离心搅拌器充分混合；

(2)、将混合液体注入模子(可根据实际需求设计片层厚度)；

(3)、将盛有混合液的模子置于正负磁极之间(磁场强度依据需求调整)， 同时施加6000mW cm-²光强的紫外光；

(4)、固化过程持续20-40min，制备完成之后材料样本可以从模子剥落。

基于光固化技术和外加磁场作用，永久性地将磁场引发的铁磁性微观结 构固结到一种基于常见的高导电离子液体的新型电解质材料当中，该电解质 具有固体形态，较已报道的固体电解质具备更高的导电性保持率，且具备优 良的力学性能和对磁场响应的能力。

该发明不仅可以作为高性能固体电解质应用于超级电容器当中，在同时 这种可以任意弯折且具备一定机械强度的固体电解质材料可以视为一种新型 的具有导电能力的磁流变弹性体，其在柔性执行器件和传感器件方面的应用 也很广阔。

采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：