专利名称：：聚合物-金属离子络合物凝胶电解质及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一类电解质及其制备方法与应用，特别是涉及一种聚合物-金属离子络合物凝胶电解质及其制备方法与应用。
背景技术：
：聚合物凝胶电解质是近年迅速发展起来的一种新型的凝胶电解质材料，可以用于制作空间利用率高的薄膜电池，能克服液体电解质易流动，易渗漏的问题，并可延长电池的使用寿命。J.H.Wu，Z.Lan等报道了一种聚丙烯酸-聚氧化乙烯醇共混体系制备的凝胶电解质并将其用于染料敏化太阳能电池中，取得了较好的光电转换效率(Adv.Mater.,2007,19,4006ANovelThermosettingGelElectrolyteforStableQuasi-Solid-StateDye-SensitizedSolarCells,J.H.Wu,Z.Lan,J.M.Lin,M.L.Huang,S.C.Hao,T.Sato,S.Yin)。但是，该体系是先将制备好的聚丙烯酸-聚氧化乙烯醇共混体系放入真空烘箱中干燥除水后，再浸泡到液体电解质中溶胀。这种制备凝胶电解质的方法略显繁琐，并且不能保证电解质与工作电极界面接触性能良好。
发明内容本发明的目的是提供一种聚合物_金属离子络合物及由其制备的聚合物_金属离子络合物凝胶电解质及其制备方法与应用。本发明提供的聚合物_金属离子络合物，是由多价金属盐与式I所示聚合物络合而成；所述多价金属盐选自下述金属元素中金属的化合价大于1的化合物中的至少一种锌、钴、镍、亚铁、铁、镉、铈和镧的化合物；权利要求1.一种聚合物-金属离子络合物，是由多价金属盐与式I所示聚合物络合而成；所述多价金属盐选自下述金属元素中金属的化合价大于1的化合物中的至少一种锌、钴、镍、亚铁、铁、镉、铈和镧的化合物；2.根据权利要求1所述的络合物，其特征在于所述多价金属盐选自Znl2、CoCl2,CdI2>FeI2>CeI3>CuMoO4和NiI2中的至少一种；式I所示聚合物是按照下述方法I或方法II制备而得方法I:在偶氮二异丁腈存在的条件下，将反应物A和反应物B的甲苯溶液加热至65-85°C,共聚反应1-4小时而得；方法II反应物A的甲苯溶液加热至65-85°C，均聚反应1-4小时而得；其中，所述反应物A为包含N、O、S和P原子中的至少一种原子的五元或六元杂环烯单体，优选4-乙烯基吡啶、4-乙烯基咪唑、2-乙烯基吡嗪、2-乙烯基吡啶、2-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基咔唑；反应物B为丙烯腈、乙酸乙烯酯或甲基丙烯酸酯；式I所述聚合物的结构式优选如式II所示，3.一种制备权利要求1所述聚合物_金属离子络合物的方法，是将多价金属盐与式I所示聚合物络合而成；所述多价金属盐选自下述金属元素中金属的化合价大于1的化合物中的至少一种锌、钴、镍、亚铁、铁、镉、铈和镧的化合物；4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述多价金属盐选自Znl2、CoCl2,CdI2>FeI2>CeI3>CuMoO4和NiI2中的至少一种；式I所示聚合物是按照下述方法I或方法II制备而得方法I:在偶氮二异丁腈存在的条件下，将反应物A和反应物B的甲苯溶液加热至65-85°C,共聚反应1-4小时而得；方法II反应物A的甲苯溶液加热至65-85°C，均聚反应1-4小时而得；其中，所述反应物A为包含N、O、S和P原子中的至少一种原子的五元或六元杂环烯单体，优选4-乙烯基吡啶、4-乙烯基咪唑、2-乙烯基吡嗪、2-乙烯基吡啶、2-乙烯基咪唑、N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基咔唑；反应物B为丙烯腈、乙酸乙烯酯或甲基丙烯酸酯；式I所述聚合物的结构式优选如式II所示，5.一种聚合物_金属离子络合物凝胶电解质，包括如下组分权利要求1或2所述的聚合物-金属离子络合物和极性小分子增塑剂。6.根据权利要求5所述的凝胶电解质，其特征在于所述聚合物-金属离子络合物凝胶电解质是由如下组分组成的权利要求1或2所述聚合物-金属离子络合物和极性小分子增塑剂。7.根据权利要求5或6所述的凝胶电解质，其特征在于所述聚合物-金属离子络合物凝胶电解质中还包括单价金属盐和碘。8.根据权利要求5-7任一所述的凝胶电解质，其特征在于所述聚合物-金属离子络合物凝胶电解质是由如下重量份的组分组成权利要求1或2所述聚合物-金属离子络合物1份；极性小分子增塑剂919份；单价金属盐O0.67份；碘O0.2份；所述聚合物-金属离子络合物中，聚合物和多价金属盐的重量份数比为10.400.93。9.根据权利要求5-8任一所述的凝胶电解质，其特征在于所述极性小分子增塑剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯、Y-丁内酯和二甲基亚砜中的至少一种，优选碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的至少一种；所述单价金属盐为碱金属化合物，优选Li、Na和K的碘盐中的至少一种。10.一种制备权利要求5-9任一所述聚合物-金属离子络合物凝胶电解质的方法，包括如下步骤1)将权利要求1或2中所述式I聚合物与极性小分子增塑剂混勻；2)再加入权利要求1或2所述多价金属盐，得到所述聚合物-金属离子络合物凝胶电解质。11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述步骤1)混勻步骤中，还加入单价金属盐和碘。12.权利要求5-9任一所述聚合物-金属离子络合物凝胶电解质在制备染料敏化太阳能电池中的应用。全文摘要本发明公开了一种聚合物-金属离子络合物凝胶电解质及其制备方法与应用。本发明提供的聚合物-金属离子络合物，由聚合物和多价金属盐络合而成。由上述聚合物-金属离子络合物制备的一种聚合物凝胶电解质，包括聚合物、极性小分子增塑剂、多价金属盐、单价金属盐和碘。本发明还公开了金属离子络合物凝胶电解质的制备方法。本发明提供的聚合物-金属离子络合物凝胶电解质，克服了现有技术中电解质制备可操作性差，界面接触不好的缺陷，具有优良的可加工性能，该凝胶电解质尤其适用于制备染料敏化太阳能电池，可使染料敏化太阳能电池的光电转换效率达到5％以上。文档编号C08F218/08GK102020748SQ20091009254公开日2011年4月20日申请日期2009年9月17日优先权日2009年9月17日发明者向万春,方世璧,林原申请人:中国科学院化学研究所