[发明专利]一种基于多组分共凝胶剂的准固态电解质及其制备方法与其应用

摘要

本发明公开了一种基于多组分共凝胶剂的准固态电解质及其制备方法与其应用，该凝胶电解质是使用两种或多种特定结构的有机小分子化合物或添加剂构成超分子网络结构使电解质体系胶凝化得到的。这种准固态电解质与普通凝胶电解质以及液态电解质相比，在解决液态电解质电池难密封和易漏液的问题和提高电池的长期稳定性的同时，可获得较高的光电转换效率，从而有效改善了电池的性能，应用于染料敏化太阳电池和量子点太阳电池中，能够有效提高太阳电池的稳定性。

主权项

1.一种基于多组分共凝胶剂的准固态电解质，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；所述的准固态电解质的配方通式为：aA+bB+cC+dD+eE+fF+gG+hH；所述的通式中的A表示卤素、拟卤素、硒氰根的咪唑类阳离子盐类；所述A选择1,3‑二甲基咪唑碘；所述的通式中的B表示卤素氟、氯、溴、碘或拟卤素分子，所述B选择I2或(SCN)2；所述的通式中的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；所述C选择碘化锂、碘化钾、碘化钠、氯化钾、氯化钠或高氯酸锂；所述的通式中的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；所述D选择水、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；所述的通式中的E表示叔丁基吡啶、N‑甲基苯并咪唑、苯并咪唑或胍盐暗电流抑制剂或添加剂的一种或多种；所述的通式中的F表示含有金属元素F0的一种或多种化合物，所述F选择(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、二茂铁或二茂铁六氟磷酸盐，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；所述的通式中的G表示由含有非金属元素G0的一种或多种化合物或单质，所述G选择四甲基硫化铵、四甲基多硫化铵、硫化钠或硫单质；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G0m1/G0m2，m1、m2为G0的不同化合价，范围为‑8≤m1≤8，‑8≤m2≤8，如S2‑/Sk2‑，所述Sk2－为负二价多硫离子，k范围为2~6；所述的通式中的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；所述H选择双月桂酰胺、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；所述的通式中的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。