[发明专利]一种高强度复合材料固态电解质及其制备方法及其电致变色器件应用

权利要求书

1.一种复合材料准固态电解质，其特征在于，包括如下按重量比重计算的组分：

所述高分子聚合物为聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物，其分子量为40-50万，其中偏氟乙烯与六氟丙烯的单体含量比为7∶3；

所述环氧树脂为缩水甘油醚型树脂；

所述固化剂为环氧树脂固化剂，所述环氧树脂固化剂为低温固化剂、室温固化剂和中温固化剂中的一种；

所述有机和/或无机离子盐为离子液体和/或无机电解质盐；

所述无机物纤维为玻璃纤维，无机纤维的单丝直径为6-17μm，长径比为13∶1；

所述缩水甘油醚型树脂选自双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、环氧化线性酚醛树脂中的一种或者几种；所述缩水甘油醚型树脂的粘度范围为6-40Pa.S，环氧值范围为160-210g/mol。

2.根据权利要求1所述的复合材料准固态电解质，其特征在于，所述固化剂选自聚硫醇型、多异氰酸酯型、脂肪族多胺、脂环族多胺、叔胺中的一种，固化剂的固化温度范围为0-100℃。

3.根据权利要求2所述的复合材料准固态电解质，其特征在于，所述固化剂选自乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二乙氨基丙胺和T-31改性胺中的一种。

4.根据权利要求1所述的复合材料准固态电解质，其特征在于，所述无机电解质盐在离子液体中的摩尔浓度范围为0.1-1.2mol/l；

所述离子液体为1-乙基-3-甲基双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-1-甲基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基四氟硼酸盐和1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐中的一种；

所述无机电解质盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂和高氯酸锂中的一种。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的复合材料准固态电解质的制备方法，其特征在于，包括步骤如下：

步骤一：高分子聚合物与环氧树脂按比例称取，加入丙酮与DMF混合溶液中，随后加入固化剂，室温下搅拌至全部溶解；

步骤二：向混合均匀的聚合物溶液中加入有机和/或无机离子盐，继续搅拌；

步骤三：继续加入无机物纤维，分散均匀，得到所述复合材料准固态电解质。

6.根据权利要求5所述的复合材料准固态电解质的制备方法，其特征在于，所述步骤三之前，还包括对玻璃纤维进行处理的工艺，具体步骤为：

步骤一：配制体积浓度范围处在0.5％-5％的硅烷偶联剂-乙醇溶液，溶液的溶剂为乙醇；同时配制pH为3-5范围内的冰醋酸水溶液，将冰醋酸水溶液按一定比例加入硅烷偶联剂-乙醇溶液中，得到混合溶液；

步骤二：将玻璃纤维分别在甲苯、丙酮以及乙醇中分别超声清洗30min，然后用纯水洗三次，100℃，干燥2h；

步骤三：将处理后的玻璃纤维置于步骤一所得的混合溶液中，室温下搅拌4h，然后80℃干燥4h，继续在甲苯，丙酮以及乙醇中分别清洗20min，最后80℃干燥2h。

7.根据权利要求6所述的复合材料准固态电解质的制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂型号选自KH-550、KH-560、KH570和KH602中的任意一种；所述冰醋酸水溶液与硅烷偶联剂-乙醇溶液的比例为按体积计：V_{硅烷偶联剂-乙醇溶液}/V_{冰醋酸水溶液}∶90/10-95/5。

8.一种电致变色器件，其特征在于，包括权利要求1-4中任一权利要求所述的复合材料准固态电解质，所述电致变色器件包括五层结构，依次分别为下透明ITO-Pet电极、第一变色材料层、复合材料准固态电解质膜层、第二变色材料层和上透明ITO-Pet电极；所述第一变色材料层的变色材料为Prodot聚合物，第二变色材料层的变色材料为PEDOT。

9.根据权利要求8所述的电致变色器件的制备方法，其特征在于，使用喷涂方式，在下透明ITO-Pet电极的导电面喷涂变色材料Prodot聚合物，形成第一变色材料层，将复合材料准固态电解质溶液喷到第一变色材料层上，80℃真空干燥12h，形成复合材料准固态电解质膜层，复合材料准固态电解质膜层的厚度范围为30-40μm；同时在上透明ITO-Pet电极的导电面喷涂变色材料PEDOT，形成第二变色材料层；将复合材料准固态电解质膜层与第二变色材料层贴合，然后进行整体封装，得到所述的电致变色器件。