[发明专利]一种耐碱双网络水凝胶柔性电解质及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种耐碱双网络水凝胶柔性电解质的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将丙烯酸钠水溶液、壳聚糖酸性水溶液、引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和水性化六亚甲基二异氰酸酯三聚体混合均匀后组成自由基聚合体系，然后通过自由基聚合得到耐碱双网络水凝胶；再将所得耐碱双网络水凝胶在碱性水溶液中浸泡，即得到耐碱双网络水凝胶柔性电解质；

所述壳聚糖与丙烯酸钠的质量比为0.1～1:10～30；所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺的质量占丙烯酸钠和壳聚糖总质量的0.1～2％；所述引发剂的质量占丙烯酸钠和壳聚糖总质量的0.1～2％；所述水性化六亚甲基二异氰酸酯三聚体的质量占丙烯酸钠和壳聚糖总质量的0.1～2％。

2.根据权利要求1所述的耐碱双网络水凝胶柔性电解质的制备方法，其特征在于：

所述水性化六亚甲基二异氰酸酯三聚体由聚乙二醇单甲醚和六亚甲基二异氰酸酯三聚体进行聚合反应得到。

3.根据权利要求2所述的耐碱双网络水凝胶柔性电解质的制备方法，其特征在于：

所述聚乙二醇单甲醚的分子量为500～2000；

所述聚乙二醇单甲醚与六亚甲基二异氰酸酯三聚体的质量比为2.5:1～1:1；

所述聚合反应为在60～85℃下反应8～20h。

4.根据权利要求1所述的耐碱双网络水凝胶柔性电解质的制备方法，其特征在于：

所述壳聚糖酸性水溶液的中壳聚糖的浓度为0.1～1wt％；

所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的耐碱双网络水凝胶柔性电解质的制备方法，其特征在于：

所述自由基聚合为在30～60℃聚合反应0.1～2h；

所述碱性水溶液为NaOH水溶液和KOH水溶液中的至少一种；所述碱性水溶液的摩尔浓度为4～8M；

所述浸泡的时间为1～10h。

6.根据权利要求1所述的耐碱双网络水凝胶柔性电解质的制备方法，其特征在于：

所述丙烯酸钠水溶液由丙烯酸与氢氧化钠水溶液中和制备得到；

其中，所述丙烯酸与氢氧化钠水溶液的质量体积比为0.3～0.9g/mL，所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.1～1g/mL。

7.一种根据权利要求1～6任一项所述方法制备得到的耐碱双网络水凝胶柔性电解质。

8.根据权利要求7所述耐碱双网络水凝胶柔性电解质在柔性电池中的应用。

9.一种根据权利要求7所述耐碱双网络水凝胶柔性电解质制备得到的柔性锌空电池，其特征在于制备方法为：将锌片阳极和负载有铂/碳和氧化钌催化剂的碳布阴极放置在耐碱双网络水凝胶柔性电解质的两侧，即组成柔性锌空电池。