[发明专利]一种三元电解质凝胶聚合物电解液的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种三元电解质凝胶聚合物电解液的制备方法及其应用，其步骤如下：1、将1#电解质和蒸馏水混合溶解成1#导电溶液；2、向1#导电溶液中加入2#电解质溶解得2#导电溶液；3、向2#导电溶液中加入作为载体的电解质形成三元电解质凝胶电解液；4、将所制备的三元电解质凝胶聚合物电解液应用于燃料电池，进行充放电测试，具有平稳的放电电位曲线。本发明的一种三元电解质凝胶聚合物电解液的制备方法及其应用，配置成功的三元电解质凝胶聚合物电解液应用于氢燃料电池，具有实用、环保、安全、成本低等优点。

技术领域

本发明涉及一种电解液的制备方法，具体涉及一种三元电解质凝胶聚合物电解液的制备方法及其应用。

背景技术

碱性氢燃料电池常用电解液为成分为磷酸、汞、NaOH、KOH等，工作温度大约80～200℃，电解质的腐蚀严重，寿命较短，且容易引起环境二次污染。传统的电解液已经不能满足商业发展需求,所以必须开发新型电解液。无水硫酸钠(Na₂SO₄)、无水碳酸钠(Na₂CO₃)及无水碳酸钾(K₂CO₃)属于强碱盐，易溶于水且其水溶液呈弱碱性、是具有良好的导电性能的电解质。无水硫酸钠在20℃时溶解度为19.5g/100mL水，而无水碳酸钠在20℃时溶解度为21.8g/100mL水，无水碳酸钾在20℃时溶解度为110g/100mL水，同时相同质量-体积浓度下，三种物质的水溶液的导电率顺序为：无水碳酸钾>无水碳酸钠>无水硫酸钠。聚丙烯酸钠(PAAS)与上述三种盐的水溶液有很好的相容性、界面稳定性，可以提高凝胶电解质的离子导电率。同时能有效地减少水分蒸发及获得较大的机械性能。采用无水硫酸钠无水硫酸钠、无水碳酸钠或无水碳酸钾与聚丙烯酸钠制作燃料电池凝胶聚合物电解液可以避免腐蚀，提高电池寿命，降低电解液材料成本，避免环境污染，推动燃料电池的商业化应用。

公知文献1(中国发明专利申请号201810378835.9)公开了一种高镍三元锂电池凝胶聚合物电解质及制备方法。该发明的高镍三元锂电池凝胶聚合物电解质的制备主要包括制备氮化硅-复合聚合物微孔膜及制备复合氮化硅的-基凝胶聚合物电解质。提高电解质离子导电率及安全性,解决了安全隐患的问题,具有较高的比容量。公知文献2(中国发明专利申请号201810460648.5)公开了一种凝胶聚合物电解质的制备及其应用。该凝胶聚合物电解质主要成分为聚(偏)氟乙烯-六氟丙烯、甲基乙烯基醚-马来酸酐共聚物、丙酮和二甲基乙酞胺。该发明有制作工艺简单,原料无毒无污染,大大提高了安全性能，应用于锂电池。公知文献3(中国发明专利申请号201810808925.7)公开了一种复合碳酸交联结构凝胶聚合物电解质的制备方法。该发明包括将碳酸结构交联剂、可凝胶单体、功能聚合物、无机填料和/或快离子导体与溶剂与惰性气体制备前驱体溶液，加入引发剂,进行真空干燥,得到凝胶聚合物电解质。

上述公知文献介绍了高镍三元锂电池凝胶聚合物电解质、凝胶聚合物电解质及复合碳酸交联结构凝胶聚合物电解质应用于锂电池，未见应用于氢燃料电池，同时未见无水硫酸钠、无水碳酸钠或无水碳酸钾与聚丙烯酸钠作为原料制备三元电解质凝胶聚合物电解液且应用于氢燃料电池。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种三元电解质凝胶聚合物电解液的制备方法及其应用。