专利摘要

本发明属于储能领域，涉及一种高性能全固态超级电容器的凝胶聚合物电解质。利用阻燃剂(DOPO)的活性P‑H键接枝到聚合物链上，制备了如式(I)所示的阻燃凝胶聚合物电解质。凝胶电解质在20℃时具有4mScm‑1的良好离子电导率和良好的阻燃能力，可以在～28KPa的最大应力和～305％的最大应变的范围内调节凝胶电解质的机械强度。聚(HFBA8‑co‑HEMA1)电解质基SC的电极的质量比电容在8000次循环后仍可保持76％；基于凝胶的SC在多个弯曲循环下基本上保持不变。基于凝胶的SC具有良好的低温耐受性，并且可以在‑20℃至60℃的温度范围内正常工作。凝胶电解质的多重优点扩展了其在离子导体和能量存储设备中的应用，解决了传统的液体电解质由于易挥发，易燃且易于泄漏等缺点。

权利要求

1.一种阻燃凝胶聚合物电解质，包括结构为下式(I)的凝胶聚合物和双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(LiTFSI)：

m：n：q＝(1～10)：(0～1)：(0.0002～0.0006)；

其中，双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(LiTFSI)以离子形式存在于式(I)所示的凝胶聚合物中。

2.如权利要求1所述的阻燃有机凝胶电解质，其特征在于，凝胶聚合物电解质的应力为9.9KPa～28.3KPa，应变为305％～232％。

优选的，本发明得到的电解质，电导率为1.4～4mS cm-1。

m：n：q＝(1～10)：1：(0.0002～0.0006)。更优选的，m：n：q＝(2～10)：1：(0.0002～0.0006)。更优选的，m：n：q＝(4～10)：1：(0.0002～0.0006)。

3.如权利要求1所述的阻燃有机凝胶电解质，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质，归属于-CF、CF2和-CF3的F1s峰分别处于688.3、689.1、690eV和归属于-CF2，-CF3C 1s峰分别位于290.9、293.4eV。

拉曼光谱显示原始DOPO在1445cm-1处未显示任何峰；聚合反应后，在1445cm-1处出现P-C拉伸振动峰，P-H键在2400cm-1处的峰消失。

4.如权利要求1所述的阻燃凝胶聚合物电解质，其特征在于，所述凝胶聚合物电解质，FTIR光谱和拉曼光谱，在1000-1200cm-1的波长范围内，添加LiTFSI后，在1142cm-1处出现了一个新的峰-SO2峰，TFSI-阴离子中的S-N-S峰为741～749cm-1；所述凝胶聚合物电解质，其拉曼光谱在1445cm-1处出现P-C拉伸振动峰。

5.如权利要求1所述的阻燃凝胶聚合物电解质，其特征在于，凝胶聚合物电解质在1％应变下，在0.1-100rad s-1范围内随着剪切速率的增大弹性模量和损耗模量逐渐增大。

6.如权利要求1所述的阻燃凝胶聚合物电解质，其特征在于，其制备方法包括下列步骤：

1)将丙烯酸六氟丁酯(HFBA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)添加到溶剂中；

2)在搅拌下将阻燃剂、聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)和双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(LiTFSI)加入到步骤1)形成的溶液中；LiTFSI浓度为0.5～3mol L-1；所述阻燃剂为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化(DOPO)；

3)在添加引发剂之后，将溶液转移至模具中；在50-80℃下聚合10-14小时之后，获得了所得的凝胶聚合物电解质；所引发剂为2,2-偶氮二异丁腈(AIBN)。

7.如权利要求5所述的阻燃凝胶聚合物电解质，其特征在于：步骤1)中，所述溶剂为DMF、乙腈、DMSO等有机溶剂，溶溶剂占总重量的50％-75％。

HFBA和HEMA的摩尔比大于2:1；更优选的，HFBA和HEMA的摩尔比为(2～10)：1；更优选的，HFBA和HEMA摩尔比为4～10:1。更优选的，HFBA和HEMA的摩尔比为6:1～8:1。

8.如权利要求5所述的阻燃凝胶聚合物电解质，其特征在于：步骤2)中，LiTFSI浓度为1～2.5mol L-1。更优选的，LiTFSI浓度为1～2mol L-1。

优选的，步骤2)中，阻燃剂的加入量为单体总质量的1-3重量％；优选的，阻燃剂的加入量为单体的总质量为1.5重量％。HFBA和HEMA的总质量为单体总质量。

9.如权利要求5所述的阻燃凝胶聚合物电解质，其特征在于：步骤2)中，聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的加入量为单体总质量的1.4～1.6Wt％重量％；

优选的，步骤3)中，引发剂的加入量为单体的总质量为1-3％；优选的，引发剂的加入量为单体的总质量为2％。

10.如权利要求1-9任一项所述的阻燃凝胶聚合物电解质的应用，用于制造超级电容器。

用于高性能全固态超级电容器的凝胶聚合物电解质专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。