胶态高分子电解质及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明是关于一种电解质，特别是关于一种胶态高分子电解质，本发明另关于该 胶态高分子电解质的制造方法。
【背景技术】
[0002] 电解质，是许多电元件所内含的物质，以帮助电元件内部建立电流渠道，诸如：传 统电池、电容器以及电致变色元件等，皆有着电解质的身影。
[0003] 现有电解质依其状态不同，可分为现有液态电解质及现有固态电解质。该现有液 态电解质的离子传导率高，其电流导通的效果相当优越。然而，由于该现有液态电解质具有 流动性，使电元件在使用一段长时间或遭到外力挤压时，由于电元件的密封度降低，产生漏 液的情况，致使电元件无法运作；除此之外，该现有液态电解质内包含有机溶剂（如液态的 碳酸丙烯及碳酸乙烯等），此等有机溶剂若是倾漏而出则会有安全性的隐忧，上述情况对使 用该现有液态电解质的电元件构成了相当大的威胁。该现有固态电解质是使用高分子或无 机金属氧化物来取代该现有液态电解质，可解决该现有液态电解质的漏液问题，只是，该现 有固态电解质于电极之间存在有介面电阻，致使该现有固态电解质的离子传导率不高，导 致电元件的性能不理想。
[0004] 有鉴于此，有必要提供一种胶态高分子电解质以及该胶态高分子电解质的制造方 法，该胶态高分子电解质相较于固态电解质具有较高的离子导电度，且该胶态高分子电解 质无法自由流动，可避免漏液的情况产生。
【发明内容】
[0005] 本发明的主要目的为提供一种胶态高分子电解质，具有较高的离子传导率且不会 造成漏液情形。
[0006] 本发明的另一目的为提供一种胶态高分子电解质的制造方法，用以制造较高离子 传导率及不会造成漏液情形的胶态高分子电解质。
[0007] 为达到前述发明目的，本发明所运用的技术手段及借助该技术手段所能达到的功 效包含有：
[0008] -种胶态高分子电解质，其包含：以重量百分比计为45~70%的一热塑性高分 子、2~10%的一锂盐、10~35%的一有机溶剂及10~35%的一塑化剂；其中，该热塑性 高分子、该锂盐、该有机溶剂及该塑化剂是经由混炼以获得该胶态高分子电解质。
[0009] 本发明的胶态高分子电解质，其中，该胶态高分子电解质另包含有以重量百分比 计为5~20%的一离子溶液。
[0010] 本发明的胶态高分子电解质，其中，该胶态高分子电解质另包含有以重量百分比 计为0. 1~5%的一稳定剂。
[0011] 本发明的胶态高分子电解质，其中，该热塑性高分子是选自由聚乙烯缩丁醛及聚 乙烯所组成的群组。
[0012] 本发明的胶态高分子电解质，其中，该热塑性高分子为聚乙烯缩丁醛。
[0013] 本发明的胶态1?分子电解质，其中，该热塑性1?分子是分子量为50000~ 112000g/mol的聚乙烯缩丁酸。
[0014] 本发明的胶态高分子电解质，其中，该锂盐是选自由过氯酸锂及二草酸硼酸锂所 组成的群组。
[0015] 本发明的胶态高分子电解质，其中，该有机溶剂是选自由碳酸丙烯酯、碳酸乙烯 酯、丁丙酯、N-甲基-吡咯烷、碳酸二甲酯及乙酸乙酯所组成的群组。
[0016] 本发明的胶态高分子电解质，其中，该塑化剂是选自由二乙二醇丁醚及己二酸所 组成的群组。
[0017] 本发明的胶态高分子电解质，其中，该离子溶液为含有主环丙基的化合物。
[0018] -种胶态高分子电解质的制造方法，用以制造一种胶态高分子电解质，其包含：提 供一热塑性高分子；将该热塑性高分子于50~KKTC下反应5~40分钟，得到一干燥的热 塑性高分子；将该干燥的热塑性高分子与一锂盐、一有机溶剂及一塑化剂混合均匀，得到一 高分子粘胶剂；将该高分子粘胶剂于90~120°C下以转速为40~80rpm混炼1~10分钟， 得到该胶态高分子电解质。
[0019] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该高分子粘胶剂另包含有一离子 溶液。
[0020] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该高分子粘胶剂另包含有一稳定 剂。
[0021] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该热塑性高分子是于60°C下反应 30分钟，以得到该干燥的热塑性高分子。
[0022] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该高分子粘胶剂是于110°C下以转 速为65rpm混炼2分钟，以得到该胶态高分子电解质。
[0023] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，另包含：将该胶态高分子电解质于 100~140°C的温度及0. 5~IMPa的压力挤出成形，得到一个胶态高分子电解质膜。
[0024] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该胶态高分子电解质膜的厚度为 100 ~500μm〇
[0025] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，另包含将该胶态高分子电解质膜 以一保护膜包覆，得到一可挠式胶态高分子电解质膜。
[0026] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该热塑性高分子是选自由聚乙烯 缩丁醛及聚乙烯所组成的群组。
[0027] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该热塑性高分子为聚乙烯缩丁醛。
[0028] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该热塑性高分子是分子量为 50000~112000g/mol的聚乙烯缩丁醛。
[0029] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该锂盐是选自由氯酸锂及二草酸 硼酸锂所组成的群组。
[0030] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该有机溶剂是选自由碳酸丙烯、碳 酸乙烯酯、丁丙酯、N-甲基-吡咯烷、碳酸二甲酯及乙酸乙酯所组成的群组。
[0031] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该塑化剂选自由二乙二醇丁醚及 己二酸所组成的群组。
[0032] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，其中，该离子溶液为含有主环丙基的化 合物。
[0033] 本发明的胶态高分子电解质，由于其中的特定成分与各成分间的特定比例，并借 助混炼将各成分均匀分散，使该胶态高分子电解质的内聚机械性质高而具有低流动性，且 该胶态高分子电解质的离子传导率较固态电解质亦有明显地增进，进而达到离子传导率 高且不会造成漏液的功效。
[0034] 本发明的胶态高分子电解质的制造方法，是将特定成分及特定比例的成份经由混 炼均匀分散，进而达到制造离子传导率高且不会造成漏液的胶态高分子电解质的功效。
【具体实施方式】
[0035] 为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较 佳实施例，作详细说明如下：
[0036] 本发明的胶态高分子电解质，包含以重量百分比计为45~70%的一热塑性高分 子、2~10%的一锂盐、10~35%的一有机溶剂及10~35%的一塑化剂，该胶态高分子电 解质较佳另包含以重量百分比计为5~20%的一离子溶液，以及以重量百分比计为0. 1~ 5 %的一稳定剂。
[0037] 详而言之，该热塑性高分子可以选自由聚乙烯缩丁醛（PVB)及聚乙烯（PE)所组成 的群组，该热塑性高分子提供离子传导的路径，于本实施例中，该热塑性高分子为聚乙烯缩 丁醛。
[0038] 该锂盐可以为选自由过氯酸锂（Lithiumperchlorate)及二草酸硼酸锂（Lithium bis(oxalate)borate,即LiBOB)所组成的群组，该锂盐可解离出锂离子，该锂离子于该热 塑性高分子间移动以导电，本实施例中，该锂盐为过氯酸锂。
[0039] 该有机溶剂特别是具高沸点的有机溶剂，可以选自由碳酸丙烯酯（Propylene carbonate,简称PC)、碳酸乙烯酯（Ethylenecarbonate,简称EC)、丁丙酯 (Gamma-butyrolactone，简称y_BL)、N-甲基-批略烧（NMP)、碳酸二甲酯（Dimethylene carbonate,简称DMC)及乙酸乙酯（Ethylacetate,简称EA)所组成的群组。该有机溶剂 可供锂离子于其中传递，亦可帮助锂离子自该锂盐中解离。
[0040] 该塑化剂是选自由二乙二醇丁醚及己二酸所组成的群组，该塑化剂的添加则可以 提升该胶态高分子电解质的透光度，透光度的增加可使该胶态高分子电解质的应用性提 升，例如可以应用于电致变色元件（Electrochromicdevice,简称E⑶)，并且塑化剂的添加 亦可以调整该胶态高分子电解质的粘度，于本实施例中，该塑化剂为二乙二醇丁醚与己二 酸脂的混合物D_600(DithyleneglycolmonobutyletherandAdipicacidmixture)。
[0041] 该离子溶液为含有主环丙基（Imdazole)的化合物，于本实施例中，该离子溶液为 〔Pmim〕〔C104〕。该离子溶液提供了其他不同于锂离子的导电离子，以增加该胶态高 分子电解质的离子浓度，并且离子溶液亦提升了锂离子的环境稳定度。
[0042] 该稳定剂具有抗氧化或抗UV等功能，可消除或减缓该热塑性高分子中的不饱和 键在一定温度下发生自身加成反应或被氧化，从而可防止该热塑性高分子结构和性能发生 变化。该稳定剂可以为炭黑、氧化锌、氧化钛、二苯甲酮、苯并三唑、水杨酸酯、三嗪、取代丙 烯腈、有机镍螯合物或受阻胺类等化合物，由于该热塑性高分子于长期照射到紫外光时，会 因内部的键结断裂而容易硬化，而造成所组成的该胶态高分子电解质易碎裂，因此，该稳定 剂的添加可减缓该热