[发明专利]一种具有多组分的超分子凝胶电解质、制备方法及其应用

权利要求书

1.一种具有多组分的超分子凝胶电解质，其特征在于所述电解质中引入至少两种能够使液体电解质凝胶化的有机小分子化合物或添加剂。

2.根据权利要求1所述的一种具有多组分的超分子凝胶电解质，其特征在于所述的有机小分子化合物或添加剂单独使用时，均可以作为胶凝剂凝胶化液态电解质。

3.根据权利要求1所述的一种具有多组分的超分子凝胶电解质，其特征在于所述的有机小分子化合物或添加剂组分中，至少有一种可以作为胶凝剂使液态电解质凝胶化。

4.根据权利要求1所述的一种具有多组分的超分子凝胶电解质，其特征在于所述的有机小分子化合物或添加剂组分单独使用时，均不可以凝胶化液态电解质，但共同使用时可将液态电解质凝胶化。

5.根据权利要求1所述的一种具有多组分的超分子凝胶电解质，其特征在于所述的有机小分子化合物可以是酰胺（脲）及氨基酸多肽衍生物、脂肪酸衍生物、糖类衍生物、甾类衍生物、类固醇衍生物、卟啉和酞菁类、有机金属类以及其他有机小分子化合物中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种具有多组分的超分子凝胶电解质，其特征在于所述的添加剂可以是铵盐或无机金属化合物或有机金属化合物中的一种或多种，如氯化铵、硝酸银、氯化钴、氢氧化钠、次氯酸锌、三丁锡、苯基汞盐、三羰基环戊二烯锰等。

7.根据权利要求1所述的一种具有多组分的超分子凝胶电解质，其特征在于所述的有机小分子化合物，其特征在于其分子结构中具有胺基、酰胺键、羧基、羟基、芳香环、金属配位键、烷基链、金属阳离子等，在分子间可以形成非共价键（如氢键、π-π相互作用、范德华作用、疏溶剂作用、金属配位键等）的有机小分子化合物。

8.根据权利要求1所述的一种多组分超分子凝胶电解质，其特征在于所述的多组分超分子凝胶电解质的配方通式为：

aA+bB+cC+dD+eE+fF+gG+hH；

通式中：

A表示卤素（氟、氯、溴、碘）、拟卤素（氰根、硫氰根）、硒氰根的咪唑类阳离子盐类，如1,3-二甲基咪唑碘；

B表示卤素氟、氯、溴、碘或拟卤素分子，如I₂、(SCN)₂等；

C表示卤素氟、氯、溴、碘或拟卤素氰根、硫氰根/硒氰根、高氯酸的一价、二价或三价金属阳离子或非金属阳离子盐类及其这些盐的水合物，如碘化锂、碘化钾、碘化钠、氯化钾、氯化钠、高氯酸锂等；

D表示一种有机溶剂或几种有机溶剂的混合物、离子液体或者有机溶剂和离子液体的混合物，或者几种离子液体的混合物，水或者水与有机溶剂或离子液体的混合物，如水、腈类、1-甲基-3-丙基咪唑碘、1-甲基-3-己基咪唑碘、1-甲基-3-丁基咪唑碘、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、γ-丁内酯等；

E表示叔丁基吡啶、N-甲基苯并咪唑、苯并咪唑或胍盐等暗电流抑制剂或添加剂的一种或多种；

F表示含有金属元素F₀（如铁、钴、镍、铜等）的一种或多种化合物，如(6-(1H-吡唑)-2,2?-联吡啶)六氟磷酸钴(Ⅱ)、(6-(1H-吡唑)-2,2?-联吡啶)六氟磷酸钴(Ⅲ)、双(2,9-二甲基-1,10-菲啰啉)铜、二茂铁、二茂铁六氟磷酸盐等，在电解质溶液中，由F可配制得到相应的氧化还原电对，氧化还原电对的通式为F₀ⁿ¹/F₀ⁿ²，其中，n1、n2为F₀的不同化合价，范围为-8≤n1≤8，-8≤n2≤8，如Fe²⁺/Fe³⁺、Co²⁺/Co³⁺、Ni³⁺/Ni⁴⁺、Cu⁺/Cu²⁺、Cu^-/Cu⁰等；

G表示由含有非金属元素G₀（如硫等）的一种或多种化合物或单质，如四甲基硫化铵、四甲基多硫化铵、硫化钠、硫单质等，在电解质溶液中，由G可以配制得到相应的氧化还原电对，得到的氧化还原电对的通式为G₀^m1/G₀^m2，m1、m2为G₀的不同化合价，范围为-8≤m1≤8，-8≤m2≤8，如S^2-/S_k^2-等（S_k^2－为负二价多硫离子，k范围为2~6）；

H表示能够使液态电解质形成准固态体系的有机小分子化合物和铵盐、无机金属化合物、有机金属化合物添加剂中的至少两种，如双月桂酰胺、BOC-D-缬氨酸、碘乙酰胺、4-(Boc-氨基甲基)吡啶、N-叔丁氧羰酰胺基-3-吡啶，或氯化铵、硝酸银、氯化钴、氢氧化钠、次氯酸锌、三丁锡、苯基汞盐、三羰基环戊二烯锰等；

a、b、c、d、e、f、g、h分别表示A、B、C、D、E、F、G、H的质量分数；其范围为：0≤a≤50%, 0≤b≤60%, 0%≤c≤60%, 0.01%≤d≤99.9%, 0%≤e≤60%, 0%≤f≤60%, 0%≤g≤60%, 0.01%≤h≤80%；当a不为0时，f、g均为0；当f不为0时，a、b、g均为0；当g不为0时，a、b、f均为0。