专利名称：一种可生物降解的共混型聚合物电解质膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及聚合物电解质，特别是涉及一种可生物降解的共混型聚合物电解质膜及其制备方法。
背景技术：
自1890年Thomas Edison发明可充电的铁镍电池以来，电池经过一个多世纪的发展，已经遍布人们生产生活的各个角落，大到航空航天、国防安全，小到日用电器、儿童玩具，到处充斥着电池的身影。电池已成为人们生活中不可或缺的一部分。但是，电池的出现，却给生态环境带来了极大的威胁。无论是早期的镍镉电池还是稍晚的铅酸电池还是后来的镍氢电池还是现在仍然很流行的碱性干电池，无一例外，如果缺乏管理，都将会给生态环境带来巨大灾难。这些电池电解质溶液中含有的重金属离子如镉、钴、汞、铅、镍等，一旦进入土壤或水体，将会给生物体和自然环境带来极大危害，进而通过生物链危害人类健康。随着国际上绿色环保的呼声越来越高，锂电池作为一种绿色无污染电池应运而生，并很快与传统电池并驾齐驱。在动力电池领域，据有关机构预测，2012年，我国在新能源汽车动力电池的使用上，锂电池将占到30%，市场容量将达到150亿元，而全球锂电池市场容量将达到数干亿元。在电动工具、电动玩具、户外运动器械、LED储能等领域，锂电池近年来也可谓风光无限，对镍氢、镍镉小电池的取代超过了人们的预期，接下来完全可能统治整个市场。锂电池的发展速度令人称奇。然而，虽然锂电池在绿色环保方面做出了很大的突破，但其对生态环境仍然具有一定的威胁。锂电池电解质里仍然还含有少量的镍、钴等重金属离子，如果任其积累，必将对环境造成伤害。近年来，安全性能更高的聚合物锂离子电池迅速发展了起来，这种电池的主要特点是电池的电解质基质为固态的聚合物凝胶或干膜，其中，构成这些固态电解质基质的材料主要是聚环氧乙烷、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯等，而这些材料却有一个共同的致命缺点难以生物降解。随着聚合物锂离子电池的不断发展，这些难生物降解且含有一定量有害物质的固态电解质必将给生态环境带来巨大危害。聚乳酸是近些年来发展起来的一种既具有一般高分子材料所具备的性能又具有优良的生物相容性和生物降解性的绿色材料，其产品正在逐步取代传统的不可降解材料制品，备受各行业关注。因此，如果能将聚乳酸应用到固态电解质材料中，就会克服传统固态电解质材料不可降解的缺陷。然而纯聚乳酸的高脆性、低强度、低热稳定性等使其成膜性能较差，决定了纯的聚乳酸难以成为固体电解质基体膜材料，只能通过对聚乳酸改性来达到其作为固体电解质基体膜材料的目的。共混是材料研究中一种常用的提高材料性能的方法，这种方法能将两种或多种具有一定相容性的材料的优点集中体现在一种材料上，聚乳酸具有良好的生物降解性能，但是导电性能较差，传统的电解质材料具有良好的导电性能但生物降解性能欠佳，如果将聚乳酸等可生物降解材料与传统电解质基体膜材料共混则既能达到其作为电解质基体膜材料的目的又能达到可生物降解的要求。
发明内容
本发明的目的是针对常用电解质膜生物降解性能的不足，提供一种可生物降解的共混型聚合物电解质膜及其制备方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案为所述的可生物降解的共混型聚合物电解质膜的组份及质量百分比含量为可生物降解聚合物30% 55%不可生物降解聚合物40% 60%导电锂盐5% 15%可生物降解的共混型聚合物电解质膜的制备方法包括如下步骤a电解质溶液的配制称取导电锂盐，溶解于非质子性溶剂中，配制得到导电锂盐浓度为0. 9 1. 5mol/L的电解质溶液。b聚合物溶液的配制分别称取可生物降解聚合物和不可生物降解聚合物，将其溶解在不同的非质子性溶剂中，均配制成浓度为0. 5 1. 5mol/L溶液。c聚合物基体膜的制备分别取经b步骤配制的可生物降解聚合物溶液和不可生物降解聚合物溶液，然后将其混合，在40 80°C温度下持续搅拌6-9h，制备得到共混液，再将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物基体膜。其中，所取的可生物降解聚合物溶液中溶质质量占聚合物基体膜的质量百分比为30% 60%，所取的不可生物降解聚合物溶液中溶质质量占聚合物基体膜的质量百分比为40% 70%。d可生物降解聚合物电解质膜的制备将制备得到的聚合物基体膜浸入经a步骤配制的电解质溶液中活化12 72h，使聚合物基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量和聚合物基体膜的质量比为0. 053 0. 175，取出活化后的聚合物基体膜干燥5 10h， 制备得到组份及质量百分比含量为可生物降解聚合物30% 55%不可生物降解聚合物40% 60%导电锂盐5% 15%的可生物降解的共混型聚合物电解质膜。所述的可生物降解聚合物为聚乳酸或聚己内酯或生物纤维素或聚氨基酸的一种或几种的共混，不可生物降解聚合物为聚环氧乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈或聚偏氟乙烯的一种或几种的共混。所述的导电锂盐为高氯酸锂或四氟硼酸锂或三氟甲基磺酸锂或六氟硼酸锂，所述的非质子性溶剂为乙腈或四氢呋喃或三氯甲烷或二氯甲烷或丙酮或二甲苯或N，N- 二甲基甲酰胺或碳酸二乙酯或碳酸丙酯。由于采用了以上技术方案，本发明的可生物降解的共混型聚合物电解质膜，该电解质膜是采用传统的不可生物降解的电解质材料与可生物降解材料结合共混的工艺制备而成。共混的制备方法可使电解质膜中的可生物降解组份和不可生物降解组份形成分子层面上的互穿或半互穿的物理网络结构，当可生物降解组份被生物降解后，不可生物降解组份可以通过分子间的相互作用力而被加速降解，最终达到电解质膜被全部降解的目的，同时，共混后的材料结构中可吸收电解质溶液中导电粒子的极性基团没有被破坏，使电解质膜依然能够吸收导电粒子而具有良好的导电性能。共混的制备方法与常用的接枝、嵌段等化学方法相比，工艺更简单，成本更低廉。同时，在共混过程中，还能通过控制各材料组份比例从而控制材料的电导率和降解时间。本发明的一种可生物降解的共混型聚合物电解质膜的制备方法，其制备方法效率高、成本低、操作简便、适用范围广，适合工业化生产。通过这种方法制备的聚合物电解质膜既具有良好的力学性能与导电性能又具有可生物降解性能，使所制备电解质膜不仅能在使用时保证良好的工作性能，而且还能在废弃后被微生物降解，减少电解质膜对环境的危害。
具体实施例方式所述的可生物降解的共混型聚合物电解质膜的组份及质量百分比含量为可生物降解聚合物30% 55%不可生物降解聚合物40% 60%导电锂盐5% 15%可生物降解的共混型聚合物电解质膜的制备方法包括如下步骤a电解质溶液的配制称取导电锂盐，溶解于非质子性溶剂中，配制得到导电锂盐浓度为0. 9 1. 5mol/L的电解质溶液。其中，在溶解不同的导电锂盐时，应根据不同导电锂盐分子结构的不同选择不同的非质子性溶剂。b聚合物溶液的配制分别称取可生物降解聚合物和不可生物降解聚合物，将其溶解在不同的非质子性溶剂中，均配制成浓度为0. 5 1. 5mol/L溶液。其中，可生物降解聚合物由一种或几种聚合物组份组成，不可生物降解聚合物也由一种或几种聚合组份物组成，在溶解不同的聚合物时，应根据聚合物分子结构的不同和溶液溶解度参数的不同选择不同的非质子性溶剂，配制溶液时，将所有组份都分别溶解在对应的非质子性溶剂中，均配成浓度为0. 5 1. 5mol/L溶液，配成的溶液在混合时能互溶，不发生相分离。c聚合物基体膜的制备分别取经b步骤配制的可生物降解聚合物溶液和不可生物降解聚合物溶液，取溶液时，可以先将溶液和溶质的质量比计算出来，然后按比例称取一定质量的溶液，也可以先将溶质质量和溶液体积的比计算出来，然后按比例量取一定体积的溶液，然后将其混合，在油浴加热40 80°C温度下持续搅拌6-9h，制备得到共混液，其中，加热温度不能超过所取溶液中沸点最低的溶剂的沸点，将制备得到的共混液的溶剂用真空泵抽出，得到共混液黏液，再将共混液黏液在模具中浇注成膜，室温下干燥，制备得到聚合物电解质基体膜。其中，所取的可生物降解聚合物溶液中溶质质量占聚合物基体膜的质量百分比为30% 60%，所取的不可生物降解聚合物溶液中溶质质量占聚合物基体膜的质量百分比为40% 70%，其中，所取聚合物溶液中溶质的组份即为所制备的聚合物基体膜的组份，溶质的质量即为所制备的聚合物基体膜的质量。d可生物降解聚合物电解质膜的制备将制备得到的聚合物基体膜浸入经a步骤配制的电解质溶液中活化12 72h，其中，活化的目的是为了让电解质基体膜吸收电解质溶液中的导电离子，从而使电解质基体膜具有导电性，变成电解质膜，活化时间的长短取决于配方中电解质膜中导电锂盐的质量分数，活化时使聚合物基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量和聚合物基体膜的质量比为0. 053 0. 175，取出活化后的聚合物基体膜干燥5 10h，制备得到组份及质量百分比含量为
可生物降解聚合物不可生物降解聚合物导电锂盐
30% 55% 40% 60%
5% 15%的可生物降解的共混型聚合物电解质膜。所述的可生物降解聚合物为聚乳酸或聚己内酯或生物纤维素或聚氨基酸的一种或几种的共混，不可生物降解聚合物为聚环氧乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈或聚偏氟乙烯的一种或几种的共混。所述的导电锂盐为高氯酸锂或四氟硼酸锂或三氟甲基磺酸锂或六氟硼酸锂，所述的非质子性溶剂为乙腈或四氢呋喃或三氯甲烷或二氯甲烷或丙酮或二甲苯或N，N- 二甲基甲酰胺或碳酸二乙酯或碳酸丙酯。
具体实施例下面结合具体实施例对本发明的一种可生物降解聚合物电解质膜的制备方法做进一步详细描述，按上述制备方法实施例1称取10. 64g高氯酸锂，溶解于IOOml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg聚乳酸溶解在四氢呋喃中、IOg聚环氧乙烯溶解在乙腈中，均配成lmol/L 溶液。分别量取溶液中所含溶质质量为3g和7g的聚乳酸溶液和聚环氧乙烯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热40°C温度下持续电动搅拌他，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜， 再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化12h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为0. 53g，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例2称取10. 64g高氯酸锂，溶解于IOOml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg聚乳酸溶解在四氢呋喃中、IOg聚环氧乙烯和IOg聚甲基丙烯酸甲酯分别溶解在乙腈中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为4. 5g、3g和2. 5g的聚乳酸溶液、聚环氧乙烯溶液和聚甲基丙烯酸甲酯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合， 在油浴加热60°C温度下持续电动搅拌8h，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化40h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为1. lg，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例3称取10. 64g高氯酸锂，溶解于100ml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg聚乳酸溶解在四氢呋喃中、IOg聚丙烯腈溶解在N，N-二甲基甲酰胺中、IOg聚偏氟乙烯溶解在丙酮中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为6g、3g和Ig 的聚乳酸溶液、聚丙烯腈溶液和聚偏氟乙烯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合， 在油浴加热60°C温度下持续电动搅拌9h，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化72h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为1. 76g，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例4称取10. 64g高氯酸锂，溶解于IOOml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg聚乳酸和IOg聚己内酯分别溶解在四氢呋喃中、IOg聚环氧乙烯溶解在乙腈中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为3g、lg和6g的聚乳酸溶液、聚己内酯溶液和聚环氧乙烯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热40°C温度下持续电动搅拌6h，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化12h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为0. 53g，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例5称取10. 64g高氯酸锂，溶解于IOOml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称IOg聚乳酸和IOg聚己内酯分别溶解在四氢呋喃中、IOg聚环氧乙烯和IOg聚甲基丙烯酸甲酯分别溶解在乙腈中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为2g、2g、 2g和4g的聚乳酸溶液、聚己内酯溶液、聚环氧乙烯溶液和聚甲基丙烯酸甲酯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热60°C温度下持续电动搅拌他，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜， 再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化40h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为1. lg，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例6称取10. 64g高氯酸锂，溶解于100ml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg聚乳酸和IOg聚己内酯分别溶解在四氢呋喃中、IOg聚丙烯腈溶解在N，N-二甲基甲酰胺中、IOg聚偏氟乙烯溶解在丙酮中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为lg、3g、3g和3g的聚乳酸溶液、聚己内酯溶液、聚丙烯腈溶液和聚偏氟乙烯溶液， 然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热80°C温度下持续电动搅拌9h，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化72h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为1. 76g，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例7称取10. 64g高氯酸锂，溶解于100ml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg聚己内酯溶解在四氢呋喃中、IOg聚环氧乙烯溶解在乙腈中，均配成lmol/L 溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为3g和7g的聚己内酯溶液和聚环氧乙烯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热40°C温度下持续电动搅拌他，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜， 再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化12h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为0. 53g，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例8称取10. 64g高氯酸锂，溶解于IOOml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg聚己内酯溶解在四氢呋喃中、IOg聚环氧乙烯和IOg聚甲基丙烯酸甲酯分别溶解在乙腈中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为4g、3g和2. 5g的聚己内酯溶液、聚环氧乙烯溶液和聚甲基丙烯酸甲酯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热60°C温度下持续电动搅拌8h，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化40h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为1. lg，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例9称取10. 64g高氯酸锂，溶解于IOOml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg聚己内酯溶解在四氢呋喃中、IOg聚丙烯腈溶解在N，N-二甲基甲酰胺中、IOg 聚偏氟乙烯溶解在丙酮中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为6g、3g和 Ig的聚己内酯溶液、聚丙烯腈溶液和聚偏氟乙烯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热80°C温度下持续电动搅拌9h，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化72h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为1. 76g，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例10称取10. 64g高氯酸锂，溶解于100ml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg生物纤维素和IOg聚氨基酸分别溶解在四氢呋喃中、IOg聚环氧乙烯溶解在乙腈中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为lg、3g和6g的生物纤维素溶液、聚氨基酸溶液和聚环氧乙烯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热 40°C温度下持续电动搅拌他，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出， 在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化12h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为 0. 53g，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例11称取10. 64g高氯酸锂，溶解于100ml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg生物纤维素和IOg聚氨基酸分别溶解在四氢呋喃中、IOg聚环氧乙烯和IOg 聚甲基丙烯酸甲酯分别溶解在乙腈中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为2g、2g、2g和4g的生物纤维素溶液、聚氨基酸溶液、聚环氧乙烯溶液和聚甲基丙烯酸甲酯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热60°C温度下持续电动搅拌他， 制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化40h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为1. lg，取出活化后的膜并干燥 10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例12称取10. 64g高氯酸锂，溶解于IOOml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg生物纤维素和IOg聚氨基酸分别溶解在四氢呋喃中、IOg聚丙烯腈溶解在N， N-二甲基甲酰胺中、IOg聚偏氟乙烯溶解在丙酮中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为lg、3g、3g和3g的生物纤维素溶液、聚氨基酸溶液、聚丙烯腈溶液和聚偏氟乙烯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热60°C温度下持续电动搅拌9h，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化 72h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为1.76g，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例13称取10. 64g高氯酸锂，溶解于IOOml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg聚乳酸溶解在四氢呋喃中、IOg聚环氧乙烯和IOg聚甲基丙烯酸甲酯分别溶解在乙腈中、IOg聚丙烯腈溶解在N，N-二甲基甲酰胺中、IOg聚偏氟乙烯溶解在丙酮中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为4g、lg、lg、2g和2g的聚乳酸溶液、聚环氧乙烯溶液、聚甲基丙烯酸甲酯溶液、聚丙烯腈溶液和聚偏氟乙烯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热60°C温度下持续电动搅拌12h，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化40h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为1. lg，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。实施例14称取10. 64g高氯酸锂，溶解于100ml丙酮中，配制得到浓度为lmol/L的电解质溶液。称取IOg聚乳酸、IOg聚己内酯、IOg生物纤维素和IOg聚氨基酸分别溶解在四氢呋喃中、IOg聚环氧乙烯溶解在乙腈中，均配成lmol/L溶液，分别量取溶液中所含溶质质量为 2g、2g、lg、lg和4g的聚乳酸溶液、聚己内酯溶液、生物纤维素溶液、聚氨基酸溶液和聚环氧乙烯溶液，然后将量取的溶液放入同一容器中混合，在油浴加热60°C温度下持续电动搅拌 12h，制备得到共混液，然后将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物电解质基体膜，再将制备得到的聚合物电解质基体膜浸入所制备的电解质溶液中活化 40h，使电解质基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量为1. lg，取出活化后的膜并干燥10h，制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。
权利要求
1. 一种可生物降解的共混型聚合物电解质膜，其特征在于所述的可生物降解的共混型聚合物电解质膜的组份及质量百分比含量为
2.—种可生物降解的共混型聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于可生物降解的共混型聚合物电解质膜的制备方法包括如下步骤a电解质溶液的配制称取导电锂盐，溶解于非质子性溶剂中，配制得到导电锂盐浓度为0. 9 1. 5mol/L的电解质溶液。b聚合物溶液的配制分别称取可生物降解聚合物和不可生物降解聚合物，将其溶解在不同的非质子性溶剂中，均配制成浓度为0. 5 1. 5mol/L溶液。c聚合物基体膜的制备分别取经b步骤配制的可生物降解聚合物溶液和不可生物降解聚合物溶液，然后将其混合，在40 80°C温度下持续搅拌6-9h，制备得到共混液，再将制备得到的共混液中的溶剂抽出，在模具中浇注制备得到聚合物基体膜。其中，所取的可生物降解聚合物溶液中溶质质量占聚合物基体膜的质量百分比为30% 60%，所取的不可生物降解聚合物溶液中溶质质量占聚合物基体膜的质量百分比为40% 70%。d可生物降解聚合物电解质膜的制备将制备得到的聚合物基体膜浸入经a步骤配制的电解质溶液中活化12 72h，使聚合物基体膜在电解质溶液中吸收的导电锂盐的质量和聚合物基体膜的质量比为0. 053 0. 175，取出活化后的聚合物基体膜干燥5 10h，制备得到组份及质量百分比含量为可生物降解聚合物30% 55%不可生物降解聚合物40% 60%导电锂盐5% 15%的可生物降解的共混型聚合物电解质膜。
3.如权利要求1所述的一种可生物降解的共混型聚合物电解质膜，其特征在于所述的可生物降解聚合物为聚乳酸或聚己内酯或生物纤维素或聚氨基酸的一种或几种的共混， 不可生物降解聚合物为聚环氧乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈或聚偏氟乙烯的一种或几种的共混。
4.如权利要求2所述的一种可生物降解的共混型聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于所述的导电锂盐为高氯酸锂或四氟硼酸锂或三氟甲基磺酸锂或六氟硼酸锂，所述的非质子性溶剂为乙腈或四氢呋喃或三氯甲烷或二氯甲烷或丙酮或二甲苯或N，N- 二甲基甲酰胺或碳酸二乙酯或碳酸丙酯。可生物降解聚合物不可生物降解聚合物导电锂盐30% 55% 40% 60% 5% 15%
全文摘要
本发明涉及聚合物电解质，特别是涉及一种可生物降解的共混型聚合物电解质膜及其制备方法。该聚合物电解质膜是由可生物降解聚合物、不可生物降解聚合物和导电锂盐组成。其制备方法是将可生物降解聚合物和不可生物降解聚合物按一定比例共混制备得到聚合物电解质基体膜，然后将聚合物电解质基体膜浸入电解质溶液中活化制备得到可生物降解的共混型聚合物电解质膜。本发明制备的聚合物电解质膜既具有良好的力学性能与导电性能又具有可生物降解性能。本发明的制备方法效率高，成本低，操作简便，适用范围广，适合工业化生产。
文档编号H01M2/16GK102324483SQ20111025550
公开日2012年1月18日 申请日期2011年8月31日 优先权日2011年8月31日
发明者徐卫林, 梁桂杰, 沈小林, 董思, 许杰, 赵磊 申请人:武汉纺织大学