專利名稱：：聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一類電解質(zhì)及其制備方法與應(yīng)用，特別是涉及一種聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：聚合物凝膠電解質(zhì)是近年迅速發(fā)展起來的一種新型的凝膠電解質(zhì)材料，可以用于制作空間利用率高的薄膜電池，能克服液體電解質(zhì)易流動，易滲漏的問題，并可延長電池的使用壽命。J.H.Wu，Z.Lan等報道了一種聚丙烯酸-聚氧化乙烯醇共混體系制備的凝膠電解質(zhì)并將其用于染料敏化太陽能電池中，取得了較好的光電轉(zhuǎn)換效率(Adv.Mater.,2007,19,4006ANovelThermosettingGelElectrolyteforStableQuasi-Solid-StateDye-SensitizedSolarCells,J.H.Wu,Z.Lan,J.M.Lin,M.L.Huang,S.C.Hao,T.Sato,S.Yin)。但是，該體系是先將制備好的聚丙烯酸-聚氧化乙烯醇共混體系放入真空烘箱中干燥除水后，再浸泡到液體電解質(zhì)中溶脹。這種制備凝膠電解質(zhì)的方法略顯繁瑣，并且不能保證電解質(zhì)與工作電極界面接觸性能良好。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種聚合物_金屬離子絡(luò)合物及由其制備的聚合物_金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的聚合物_金屬離子絡(luò)合物，是由多價金屬鹽與式I所示聚合物絡(luò)合而成；所述多價金屬鹽選自下述金屬元素中金屬的化合價大于1的化合物中的至少一種鋅、鈷、鎳、亞鐵、鐵、鎘、鈰和鑭的化合物；權(quán)利要求1.一種聚合物-金屬離子絡(luò)合物，是由多價金屬鹽與式I所示聚合物絡(luò)合而成；所述多價金屬鹽選自下述金屬元素中金屬的化合價大于1的化合物中的至少一種鋅、鈷、鎳、亞鐵、鐵、鎘、鈰和鑭的化合物；2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絡(luò)合物，其特征在于所述多價金屬鹽選自Znl2、CoCl2,CdI2>FeI2>CeI3>CuMoO4和NiI2中的至少一種；式I所示聚合物是按照下述方法I或方法II制備而得方法I:在偶氮二異丁腈存在的條件下，將反應(yīng)物A和反應(yīng)物B的甲苯溶液加熱至65-85°C,共聚反應(yīng)1-4小時而得；方法II反應(yīng)物A的甲苯溶液加熱至65-85°C，均聚反應(yīng)1-4小時而得；其中，所述反應(yīng)物A為包含N、O、S和P原子中的至少一種原子的五元或六元雜環(huán)烯單體，優(yōu)選4-乙烯基吡啶、4-乙烯基咪唑、2-乙烯基吡嗪、2-乙烯基吡啶、2-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基咔唑；反應(yīng)物B為丙烯腈、乙酸乙烯酯或甲基丙烯酸酯；式I所述聚合物的結(jié)構(gòu)式優(yōu)選如式II所示，3.一種制備權(quán)利要求1所述聚合物_金屬離子絡(luò)合物的方法，是將多價金屬鹽與式I所示聚合物絡(luò)合而成；所述多價金屬鹽選自下述金屬元素中金屬的化合價大于1的化合物中的至少一種鋅、鈷、鎳、亞鐵、鐵、鎘、鈰和鑭的化合物；4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述多價金屬鹽選自Znl2、CoCl2,CdI2>FeI2>CeI3>CuMoO4和NiI2中的至少一種；式I所示聚合物是按照下述方法I或方法II制備而得方法I:在偶氮二異丁腈存在的條件下，將反應(yīng)物A和反應(yīng)物B的甲苯溶液加熱至65-85°C,共聚反應(yīng)1-4小時而得；方法II反應(yīng)物A的甲苯溶液加熱至65-85°C，均聚反應(yīng)1-4小時而得；其中，所述反應(yīng)物A為包含N、O、S和P原子中的至少一種原子的五元或六元雜環(huán)烯單體，優(yōu)選4-乙烯基吡啶、4-乙烯基咪唑、2-乙烯基吡嗪、2-乙烯基吡啶、2-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基咔唑；反應(yīng)物B為丙烯腈、乙酸乙烯酯或甲基丙烯酸酯；式I所述聚合物的結(jié)構(gòu)式優(yōu)選如式II所示，5.一種聚合物_金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)，包括如下組分權(quán)利要求1或2所述的聚合物-金屬離子絡(luò)合物和極性小分子增塑劑。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的凝膠電解質(zhì)，其特征在于所述聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)是由如下組分組成的權(quán)利要求1或2所述聚合物-金屬離子絡(luò)合物和極性小分子增塑劑。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的凝膠電解質(zhì)，其特征在于所述聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)中還包括單價金屬鹽和碘。8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一所述的凝膠電解質(zhì)，其特征在于所述聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)是由如下重量份的組分組成權(quán)利要求1或2所述聚合物-金屬離子絡(luò)合物1份；極性小分子增塑劑919份；單價金屬鹽O0.67份；碘O0.2份；所述聚合物-金屬離子絡(luò)合物中，聚合物和多價金屬鹽的重量份數(shù)比為10.400.93。9.根據(jù)權(quán)利要求5-8任一所述的凝膠電解質(zhì)，其特征在于所述極性小分子增塑劑選自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯、Y-丁內(nèi)酯和二甲基亞砜中的至少一種，優(yōu)選碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一種；所述單價金屬鹽為堿金屬化合物，優(yōu)選Li、Na和K的碘鹽中的至少一種。10.一種制備權(quán)利要求5-9任一所述聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)的方法，包括如下步驟1)將權(quán)利要求1或2中所述式I聚合物與極性小分子增塑劑混勻；2)再加入權(quán)利要求1或2所述多價金屬鹽，得到所述聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述步驟1)混勻步驟中，還加入單價金屬鹽和碘。12.權(quán)利要求5-9任一所述聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)在制備染料敏化太陽能電池中的應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明公開了一種聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的聚合物-金屬離子絡(luò)合物，由聚合物和多價金屬鹽絡(luò)合而成。由上述聚合物-金屬離子絡(luò)合物制備的一種聚合物凝膠電解質(zhì)，包括聚合物、極性小分子增塑劑、多價金屬鹽、單價金屬鹽和碘。本發(fā)明還公開了金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)的制備方法。本發(fā)明提供的聚合物-金屬離子絡(luò)合物凝膠電解質(zhì)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中電解質(zhì)制備可操作性差，界面接觸不好的缺陷，具有優(yōu)良的可加工性能，該凝膠電解質(zhì)尤其適用于制備染料敏化太陽能電池，可使染料敏化太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率達到5％以上。文檔編號C08F218/08GK102020748SQ20091009254公開日2011年4月20日申請日期2009年9月17日優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日發(fā)明者向萬春,方世璧,林原申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所