半互穿网络离子凝胶电解质及电致变色器件的制备方法与流程

本发明涉及各类电致变色器件，具体为一种半互穿网络离子凝胶电解质及电致变色器件的制备方法。

背景技术：

1、电致变色器件因其具有在电场作用下可逆调节光学属性的特点，在汽车防眩后视镜、汽车天幕、建筑智能窗等场景已有应用，对于电致变色器件通常由顶部透明导电基板、电致变色层、电解质层、离子储存层、底部透明导电基板这样的五层结构组成。电解质层在电致变色器件中发挥着传输离子的作用，用于维持电致变色层和离子储存层电化学反应过程中的电荷平衡，为了避免漏液的风险，电解质层通常会选择无机固态电解质、聚合物固态电解质或是凝胶电解质，凝胶电解质兼具高离子电导率和高机械性能的特点，且凝胶电解质的聚合物网络具有充足的调节空间，通过合理的设计有望获得性能全面的电致变色器件用的凝胶电解质，因而凝胶电解质的研发是该领域的研究热点。

2、发明专利内容

3、本发明的目的在于提供一种电致变色器件用半互穿网络离子凝胶电解质，以解决上述背景技术中提出为了避免漏液的风险，电解质层通常会选择无机固态电解质、聚合物固态电解质或是凝胶电解质，凝胶电解质兼具高离子电导率和高机械性能的特点的问题。

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半互穿网络离子凝胶电解质的制备方法，包括如下步骤：

5、步骤一，加热溶解，将pvp(聚乙烯吡咯烷酮)加入离子液体[emim][eso4](1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐)中进行加热溶解；

6、步骤二，加入aa(丙烯酸单体)单体等，充分溶解后恢复室温补充加入aa单体、化学交联剂和紫外光引发剂；

7、步骤三，搅拌溶解，进行充分搅拌溶解得到聚合前驱液；

8、步骤四，注入模具，将上述聚合前驱液注入模具；

9、步骤五，引发聚合，经紫外光引发聚合即可得到该凝胶电解质。

10、上述技术方案中，利用了aa单体与离子液体[emim][eso4]优异的相容性，配合低含量的化学交联剂和pvp通过紫外光引发自由基聚合，可以快速制备得到一种高透明高离子电导率的半互穿网络离子凝胶电解质。

11、优选的技术方案，低交联剂含量的情况下，通过调节pvp的用量，可以筛选出兼具高粘结性能和高力学性能的离子凝胶电解质。该离子凝胶电解质最高黏结强度可以达到0.427mpa，与此同时拉伸断裂强度达到0.614mpa，断裂应变为1374％。相比于不添加pvp的单网络离子凝胶具有更高的黏结强度和力学强度。

12、优选的技术方案，化学交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、所述紫外光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮。

13、电致变色器件的制备方法，其特征在于，

14、步骤一，加热溶解，将pvp加入离子液体[emim][eso4]中进行加热溶解；

15、步骤二，加入aa单体等，充分溶解后恢复室温补充加入aa单体、化学交联剂和紫外光引发剂；

16、步骤三，搅拌溶解，进行充分搅拌溶解得到聚合前驱液；

17、步骤四，注入三明治结构，将聚合前驱液注入三明治结构电致变色器件空腔中；

18、步骤五，聚合，经紫外光引发聚合得到基于该凝胶电解质的电致变色器件。

19、优选的技术方案，电致变色器件经-1.1v电压驱动能在581nm处获得最大54％的光学调制率，着色和褪色响应时间分别为1.8s和1.1s，经过50000次变色循环后光学调制能力仅衰退1.5％。

20、优选的技术方案，优选的技术方案，化学交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、所述紫外光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮。

21、上述技术方案中，电致变色器件具有很好地抵御机械损伤的能力，刚性玻璃基底电致变色器件在经过外力冲击后可以很好的保持完整性，规避玻璃飞溅带来的风险。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

23、1、本发明具有高粘结性能和高机械强度的半互穿网络离子凝胶电解质，帮助电致变色器件抵御机械损伤，降低使用中的安全风险，同时提高器件的循环稳定性和温度适应性。

24、2、本发明的离子凝胶电解质具有出色的抗冻性能和热稳定性，基于此离子凝胶电解质的电致变色器件具有良好的温度适应性，在-15℃、25℃和100℃的温度条件下均可实现正常工作。

25、3、本发明具有具有高的光学调制率、快速响应特性和高循环稳定性。

技术实现思路

技术特征：

1.半互穿网络离子凝胶电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的半互穿网络离子凝胶电解质的制备方法，其特征在于：所述凝胶电解质的最高黏结强度为0.427mpa，拉伸断裂强度为0.614mpa，断裂应变为1374％。

3.根据权利要求1所述的半互穿网络离子凝胶电解质的制备方法，其特征在于：所述化学交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、所述紫外光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮。

4.电致变色器件的制备方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的电致变色器件的制备方法，其特征在于：所述电致变色器件经-1.1v电压驱动能在581nm处获得最大54％的光学调制率，着色和褪色响应时间分别为1.8s和1.1s，经过50000次变色循环后光学调制能力衰退1.5％。

6.根据权利要求4所述的电致变色器件的制备方法，其特征在于：所述化学交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯、所述紫外光引发剂为2-羟基-2-甲基苯丙酮。

技术总结
本发明公开了一种半互穿网络离子凝胶电解质及电致变色器件的制备方法，包括有加热溶解、加入AA单体等、搅拌溶解、注入模具、引发聚合、注入三明治结构、聚合。该电致变色器件用半互穿网络离子凝胶电解质，电解质层在电致变色器件中发挥着传输离子的作用，用于维持电致变色层和离子储存层电化学反应过程中的电荷平衡，本发明具有高粘结性能和高机械强度的半互穿网络离子凝胶电解质，帮助电致变色器件抵御机械损伤，降低使用中的安全风险，同时提高器件的循环稳定性和温度适应性。

技术研发人员：陈启俊,盛凯,郑建明,徐春叶
受保护的技术使用者：苏州雅谱科技发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7