一种低温水凝胶电解质及其制备方法
专利汇可以提供一种低温水凝胶电解质及其制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于 电解 质材料技术领域，具体为一种低温 水 凝胶 电解质 及其制备方法。本发明水凝胶电解质包括聚乙烯醇（PVA）、 离子液体 、无机盐和水。本发明通过向PVA水溶液中添加亲水性离子液体和无机盐水溶液，混合均匀后密封静置，利用PVA在混合体系中能够自发形成物理交联网络的特性，获得可在低温环境中使用且敞口放置不会变干的PVA水凝胶电解质。这类水凝胶电解质的制备简单易行，且形貌可控，绿色环保，制得的PVA水凝胶强度高、韧性好，在-50至25℃的 温度 范围内均具有合适的电导率；能够调控水凝胶的凝胶化时间以及电学和 力 学性能，具有广阔的应用前景。，下面是一种低温水凝胶电解质及其制备方法专利的具体信息内容。
1.一种低温水凝胶电解质的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
（1）将无机盐配制成相应水溶液；
（2）由纯水或步骤（1）中制备的无机盐水溶液溶解PVA粉末；
（3）将亲水性离子液体加入步骤（2）制备的PVA溶液中，通过搅拌得到混合均匀的溶液；
混合溶液被浇铸在相应的模具中并在室温下密封放置1至25天，即得到具有保水性能且能够在冰点以下工作的水凝胶电解质；
其中，所述无机盐为Mg(NO3)2、MgCl2、Ca(NO3)2、CaCl2、Zn(NO3)2、ZnCl2中的一种，或其中几种的混合；
所述的离子液体由阴阳离子组成，所述阳离子为取代基是C1-C10的烷烃、乙烯基、丙烯基、丁烯基中的一种或几种的烷基咪唑离子；所述阴离子为氯离子、溴离子、乙酸根离子中的一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述PVA水溶液的浓度为10 20wt%。
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3. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述无机盐在PVA水溶液中的浓度为
10 25 wt%；所述离子液体在PVA水溶液中的浓度为40 90wt%。
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4. 一种由权利要求1-3之一所述的制备方法获得的低温水凝胶电解质，其特征在于，该水凝胶电解质在-50至25℃温度区间内均可使用，且敞口放置一年以上不会变干，各项性能较稳定；在使用温度区间内离子电导率为0.02 9.0 S/m，弹性模量为0.04 0.32 MPa，断~ ~
裂伸长率为220 360%。
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一种低温水凝胶电解质及其制备方法
技术领域
需求；而由聚合物交联网络和水溶液组成的水凝胶电解质兼具高离子迁移率及尺寸与性能稳定性，机械性能（如弹性、柔韧性）高度可调等优点，是电解质材料的理想选择。但是，传统的水凝胶电解质保水能力较差，大部分水凝胶都会在敞口放置几小时后变干失效。同时，在冰点以下，传统的水凝胶电解质材料易冻结从而失去弹性和导电性，严重限制了它们的使用温度范围。
发明内容
（2）由纯水或步骤（1）中制备的无机盐水溶液溶解PVA粉末；
（3）将亲水性离子液体加入步骤（2）制备的PVA溶液中，通过搅拌得到混合均匀的溶液；
为保证产物中各组成比例的恒定及控制形貌，把混合溶液浇铸在相应的模具中并在室温下密封放置1至25天，即可得到具有保水性能且能够在冰点以下工作的高强度导电PVA水凝胶。
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（2）采用无机盐作为第四组分，在提高凝胶电解质的电导率的同时，大大缩短了常温下PVA水凝胶的凝胶化时间；
（3）本发明制备的水凝胶具有更均匀的物理交联网络，相较于纯的PVA水凝胶具有更高的弹性模量。同时，当改变离子液体及无机盐的种类及比例时，该电解质的力学性能和电学性能可以得到调控；
（4）该水凝胶的温度使用范围宽，在-50到25℃条件下均可正常工作。同时，该凝胶在自然环境中长时间敞口放置（一年以上）不会变干，各项性能稳定；
（5）该制备方法简单高效，制备条件温和，形貌可控，绿色环保，重复性好，具有推广应用的价值，有利于实现大规模工业生产。
附图说明
具体实施方式
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