本发明涉及用于电化学应用中的材料的领域。更确切地，本发明涉及一种可以用作电解质的新型聚合物材料。
现有技术
在电池的非常动态的技术领域中，研究工作中的一部分集中于改进构成电解质的材料的特性。
为了改进电池的品质和安全性，专利文件us2007/0099090提出在电化学装置中使用低共熔混合物作为电解质。根据此文件，凭借其化学和热稳定性，这种低共熔混合物可以使得有可能解决与电解质的挥发性和易燃性相关的问题。然而，在此文件中提出的电解质材料不具有足够的机械特性以便在电池中单独使用：必须额外使用隔膜材料。相似的披露内容可以在专利申请us2014/342239、ep2405518和wo2006/033545中找到。
此外，专利申请us2011/0051218披露了一种通过混合溶剂、可离子化的物质和溶剂化的聚合物制造的用于电致变色装置的电解质。与本申请相反，us2011/0051218的目的不是获得具有良好机械特性的固体材料，而是用于具有柔性衬底和/或通过层压制造的电致变色装置的具有合适的流变特性的液体状组合物。
在此上下文中，诸位发明人已经寻求了一种可以在电化学装置中用作电解质的新材料。有利地，这种材料具有在离子电导率方面以及在机械特性方面二者的良好特性。
技术实现要素：
本发明的主题是一种包含低共熔混合物的固体聚合物电解质，该低共熔混合物包含氟化的盐以及与所述氟化的盐形成低共熔混合物的有机化合物。表述“固体”是指该材料具有至少1mpa的杨氏模量。该固体聚合物电解质可以通过聚合和/或交联包含低共熔混合物以及可聚合的和/或可交联的化合物的组合物来获得，该低共熔混合物包含氟化的盐以及与所述氟化的盐形成低共熔混合物的有机化合物。
此外，本发明的主题还是一种用于生产所述固体聚合物电解质的方法，该方法包括以下步骤：其中获得包含低共熔混合物以及可聚合的和/或可交联的化合物的前体组合物，该低共熔混合物包含氟化的盐以及与所述氟化的盐形成低共熔混合物的有机化合物；然后使所述前体组合物经受聚合和/或交联处理。该包含低共熔混合物以及可聚合的和/或可交联的化合物的前体组合物也是本发明的主题，该低共熔混合物包含氟化的盐以及与所述氟化的盐形成低共熔混合物的有机化合物。
最后，本发明涉及所述固体聚合物电解质作为电解质在电化学装置中、特别地作为电解质在电池中或在电子显示装置中、特别地电致变色装置中的用途。
具体实施方式
在以下披露内容中，表述“在...与...之间”应理解为包括所提及的限制值。
本发明的主题是一种可以被用作电解质的固体聚合物材料。
在以下披露内容中，表述“固体”具体地表示具有至少1mpa、优选地至少1.5mpa、并且更优选地至少2mpa的杨氏模量的材料。该材料的杨氏模量可以由通过动态力学分析获得的该材料的应力/应变曲线计算出来。
常规地，低共熔混合物表示至少两种化合物的混合物，这两种化合物具有的熔点比单独考虑的化合物中的每一种的熔点更低。在本发明中，该低共熔混合物可以有利地具有低于100℃、更优选地低于80℃、更优选地60℃、并且甚至更优选地低于40℃的熔点。根据一个实施例，所述低共熔混合物在工作温度下是液体，该工作温度取决于使用该电解质的电化学装置。优选地，该工作温度是在10℃与100℃之间、更优选地在20℃与80℃之间、并且更优选地在25℃与60℃之间。
所述低共熔混合物是通过混合氟化的盐以及与所述氟化的盐形成低共熔混合物的有机化合物获得的。
该氟化的盐可以由氟化的单阴离子或聚阴离子以及一种或多种阳离子组成。该一种或多种阳离子可以彼此独立地选自金属阳离子和有机阳离子。作为金属阳离子，可以优选地提及碱金属阳离子、碱土金属阳离子以及d区元素的阳离子。作为有机阳离子，可以提及咪唑鎓阳离子、吡咯烷鎓阳离子、吡啶鎓阳离子、胍鎓阳离子、铵阳离子和磷鎓阳离子。根据一个优选的实施例，该氟化的盐包含至少一种碱金属阳离子、优先地至少一种锂或钠阳离子、并且更优先地至少一种锂阳离子。所述氟化的盐可以是氟化的锂盐或氟化的钠盐、优选地氟化的锂盐。
在可以在本发明中使用的氟化的阴离子中，氟化的磺酰亚胺阴离子可以是有利的。该氟化的阴离子可以具体地选自具有以下通式的阴离子：
(ea-so2)n-r
其中：
-ea表示氟原子或优选地具有从1至10个碳原子的基团，该基团选自氟烷基、全氟烷基和氟烯基，
-r表示取代基。
根据第一实施例，r表示氢原子。
根据第二实施例，r表示直链或支链的、环状或非环状的优选地具有从1至10个碳原子的基于烃的基团，该基团可以任选地带有一个或多个不饱和度，并且该基团任选地被卤素原子或被腈官能团取代一次或多次。
根据第三实施例，r表示磺酰基。特别地，r可以表示基团-so2-ea，ea是如以上定义的。在这种情况下，该氟化的阴离子可以是对称的，即，这样该阴离子的两个ea基团是相同的，或者是不对称的，即，这样该阴离子的两个ea基团是不同的。此外，r可以表示基团-so2-r’，r’表示直链或支链的、环状或非环状的优选地具有从1至10个碳原子的基于烃的基团，该基团任选地被卤素原子取代一次或多次并且该基团可以任选地带有一个或多个不饱和度。特别地，r’可以包含乙烯基、烯丙基或自身任选地被一个或多个卤素原子和/或被一个或多个卤烷基取代的芳香族基团。此外，r可以表示基团-so2-n-r’，r’是如以上定义的或者另外r’表示磺酸根官能团so3-。
根据第四实施例，r表示羰基。r可以特别地通过式-co-r’表示，r’是如以上定义的。
可以在本发明中使用的氟化的阴离子可以有利地选自下组，该组由以下各项组成：
-cf3so2n-so2cf3，
-cf3so2n-so2f，
-fso2n-so2f，和
-cf3so2n-so2n-so2cf3。
可以在本发明中使用的氟化的阴离子还可以选自下组，该组由以下各项组成：pf6-、bf6-、asf6-、氟烷基硼酸根、氟烷基磷酸根和氟烷基磺酸根，特别地cf3so3-。
总体上，根据本发明的氟化的盐可以通过以下总式描述：
an-m11+(m)m2p+((n-m*1)/p)
其中：
-a表示氟化的阴离子；
-m1和m2表示阳离子；
-n、l和p，在1与5之间独立地选择，分别表示该氟化的阴离子、该阳离子m1和该阳离子m2的电荷；
-m，在1与2之间选择，表示该阳离子m1的化学计量。
该氟化的阴离子a和这些阳离子m1和m2可以是如以上优先描述的。
可以在本发明中使用的氟化的盐可以有利地选自下组，该组由以下各项组成：具有式(cf3so2)2nli的双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺锂(通常表示为litfsi)以及具有式(f-so2)2nli的双(氟磺酰基)酰亚胺锂(通常表示为lifsi)。
为了形成低共熔物(eutectic)，将所述氟化的盐与有机化合物(其与所述氟化的盐形成低共熔混合物)混合。能够与氟化的盐形成低共熔物的此类化合物对于本领域技术人员而言是已知的。
优选地，所述有机化合物选自包含至少一个酰胺官能团和/或至少一个砜官能团的有机化合物。该有机化合物可以选自下组，该组由以下各项组成：优选地具有从1至10个碳原子的砜、优选地具有从1至10个碳原子的烷基酰胺、优选地具有从2至10个碳原子的烯基酰胺和芳基酰胺，所述烷基、烯基和芳基有可能是未取代的或被其他酰胺官能团取代一次或多次，和/或任选地被卤素原子取代一次或多次的一个或多个烷基。所述酰胺官能团可以是伯、仲或叔，优选地伯，并且其可以是在该氮原子上未取代的、单取代的或二取代的。当它在氮原子上是单取代的或二取代的时，这些取代基可以选自优选地具有从1至10个碳原子的烷基，优选地具有从2至10个碳原子的烯基和芳基，所述烷基、烯基和芳基有可能是未取代的或被卤素原子取代一次或多次，或者任选地被卤素原子取代的烷基。该有机化合物可以具有线型结构或环状结构。根据一个具体的实施例，该有机化合物具有环状结构并且该酰胺官能团是所述环的一部分。
本发明中能够与氟化的盐形成低共熔物的有机化合物可以选自下组，该组由以下各项组成：乙酰胺、n-甲基乙酰胺、脲、n-甲脲、己内酰胺、戊内酰胺、三氟乙酰胺、氨基甲酸甲酯、甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲砜以及其混合物。
在根据本发明的低共熔混合物中在氟化的盐与该有机化合物之间的摩尔比取决于所述形成的低共熔物。总体上，此比率可以是在1∶1与1∶4之间。尽管如此，在本发明中，氟化的盐和有机化合物的各自的量可以偏离此摩尔比率。例如，在该混合物中氟化的盐和/或有机化合物的量可以超过该摩尔比20％。
在本发明中，该低共熔混合物还包括几种低共熔物的混合物以及低共熔物与另一种可以进而形成更低的低共熔物的化合物的混合物。
该低共熔混合物可以占为本发明的主题的固体聚合物电解质的总重量的按重量计在30％与80％之间、更优选地在35％与70％之间、并且甚至更优选地在40％与60％之间。
根据本发明的低共熔混合物可以相当特别地选自下组，该组由以下低共熔混合物组成：
-litfsi/n-甲基乙酰胺；
-litfsi/二甲砜；
-litfsi/脲。
根据本发明的电解质可以通过聚合和/或交联被称为“前体组合物”的组合物获得，在一方面该组合物包含低共熔混合物以及在另一方面可聚合的和/或可交联的化合物，该低共熔混合物包含氟化的盐以及与所述氟化的盐形成低共熔混合物的有机化合物。所述前体组合物也是本发明的主题。
所述可聚合的和/或可交联的化合物可以特别地选自具有一个或多个可聚合的和/或可交联的官能团的单体，优选地选自下组，该组由以下各项组成：
-特别地，烯键式不饱和单体；
-芳香族烯键式不饱和单体，如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基甲苯、乙烯基茶、苯乙烯磺酸、以及其混合物；
-烯属单体，如乙烯、异戊二烯、丁二烯、以及其混合物；
-卤化的不饱和单体，如氯乙烯、氯丁二烯、偏二氯乙烯、偏二氟乙烯、氟乙烯、以及其混合物；
-丙烯酸单体，如以丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、以及马来酸酐为代表的不饱和酸；以丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸二甲基氨基甲酯、或任何其他的丙烯酸酯衍生物为代表的丙烯酸酯；以甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯和甲基丙烯酸硬脂酸酯为代表的甲基丙烯酸酯；丙烯腈、丙烯醛；不饱和树脂，如丙烯酸环氧树脂、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；以及其混合物；
-不饱和酰胺，如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、n，n-二甲基丙烯酰胺、亚甲双丙烯酰胺和n-乙烯基吡咯烷酮；
-不饱和醚，如乙烯基甲醚；
-环氧化物单体，如缩水甘油醚单体；
-异氰酸酯单体，如甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、它们的三聚体以及它们的低聚物。这些衍生物可以在共聚单体的存在下使用，这些共聚单体是烷基二醇类型，例如乙二醇、二羟基遥爪低聚和聚乙二醇，烷基三醇，例如丙三醇、三乙醇胺，烷基四元醇，二胺，例如乙二胺、
-硅酸酯和烷氧基硅烷单体，如四乙氧基硅烷和四甲氧基硅烷。
所述可聚合的和/或可交联的化合物还可以选自可交联的硅酮预聚物，如带有环氧化物或(甲基)丙烯酸酯官能团的硅酮。
优选地，该可聚合的和/或可交联的化合物可以选自下组，该组由以下各项组成：烯键式不饱和单体、环氧化物单体、硅酸酯和烷氧基硅烷单体、以及其混合物，更优选地选自下组，该组由以下各项组成：丙烯酸单体、烷氧基硅烷单体以及丙烯酸单体和烷氧基硅烷单体的混合物。
单一的可聚合的和/或可交联的化合物可以在本发明中使用。然而，不排除使用几种不同的可聚合的和/或可交联的化合物的混合物。
该可聚合的和/或可交联的化合物可以持有一个或几个可聚合的和/或可交联的官能团。可聚合的和/或可交联的官能团的数量可以影响最终材料的刚度。例如，可以选择双官能化合物或三官能化合物以便获得更刚性的材料。
该可聚合的和/或可交联的化合物可以占为本发明的主题的固体聚合物电解质的总重量的按重量计在1％与70％之间、更优选地在5％与60％之间、并且甚至更优选地在20％与50％之间。
在为本发明的主题的固体聚合物电解质中，该可聚合的和/或可交联的化合物相对于该低共熔混合物的重量比可以是在0.01与2.5之间、优选地在0.05与1.5之间、并且更优选地在0.25与1之间。
该聚合和/或交联机理取决于所选择的化合物。例如，它可以是通过热处理、通过光化学处理、特别地通过uv处理、或通过化学处理活化的聚合和/或交联。
根据本发明的前体组合物还可以包含至少一种合适的聚合引发剂化合物。在熟知的热自由基聚合引发剂之中，可以提及例如过氧化物或氢过氧化物有机化合物，如过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化二月桂酰、二叔丁基过氧化物、枯基氢过氧化物或过氧化氢，偶氮型的化合物，如2，2-偶氮双(2-氰基丁烷)、2，2-偶氮双(甲基丁腈)、aibn(偶氮双(异丁腈))或amvn(偶氮双二甲基戊睛)，以及有机金属化合物如烷基化的银化合物。在熟知的光引发剂之中，可以提及氯苯乙酮、二乙氧基苯乙酮(deap)、1-苯基-2-羟基-2-甲基丙酮(hmpp)、α-氨基苯乙酮、安息香醚、苄基二甲基缩酮、苯甲酮、噻吨酮和2-乙基蒽醌(2-etaq)、蒽醌、茴香偶姻和1-羟基环己基苯基甲酮。在这些阳离子聚合引发剂之中，可以提及硫鎓和碘鎓衍生物，如由巴斯夫(basf)公司销售的光引发剂
典型地，该一种或多种聚合和/或交联引发剂化合物可以占为本发明的主题的固体聚合物电解质的总重量的按重量计在0.001％与1％之间、更优选地在0.01％与0.5％之间、并且甚至更优选地在0.05％与0.2％之间。
此外，为本发明的主题的聚合物电解质可以包含一种或多种添加剂。所使用的添加剂可以具有有机的、无机的或混合性质。
为本发明的主题的固体聚合物电解质可以包含溶剂或溶剂混合物、优选地有机溶剂。该溶剂可以选自极性有机溶剂，如碳酸烷基酯，例如碳酸二乙酯、碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯，环丁砜，二甲基甲酰胺，醚，例如二异丙醚或二甲氧基乙烷，甘醇二甲醚，如二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚或四甘醇二甲醚，具有选自c2-6烷基和卤化的或未卤化的酯基的链终端的聚醚化合物，例如cf3coo-、hcf2coo-、hcf2cf2coo-、cf3cf2cf2coo-、和clcf2coo-，以及长链的乙二醇低聚物，芳香醚，例如苯甲醚和藜芦醚，带有氧的环醚，例如二氧戊环、二氧己环、四氢呋喃和四氢吡喃，离子液体，以及其混合物。优选地，为本发明的主题的固体聚合物电解质包含选自下组的溶剂：乙腈、乙二醇醚(例如甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚和四甘醇二甲醚)、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、以及其混合物。典型地，该溶剂可以占为本发明的主题的固体聚合物电解质的总重量的按重量计在0％与50％之间、更优选地在0％与40％之间、并且甚至更优选地在5％与30％之间。
为本发明的主题的固体聚合物电解质可以进一步包含固体增塑剂。琥珀腈(scn)可以用作固体增塑剂，如在m.echeverri等人(“ionicconductivityinrelationtoternaryphasediagramofpoly(ethyleneoxide)，succinonitrileandlithiumbis(trifluoromethane)sulfonimideblends[关于聚(氧化乙烯)、琥珀腈和双(三氟甲烷)磺酰亚胺锂共混物的三元相图的离子电导率]”，macromolecules[大分子]，2012年，45，6068-6077)的科技出版物中披露的。可替代地，固体增塑剂可以选自氟-酰胺化合物。在此文中，表述“氟-酰胺化合物”是指具有至少一个酰胺官能团和至少一个氟原子的化合物。可以提及例如n-甲基-三氟乙酰胺、n-甲基-三氟磺酰胺、n，n’-双(三氟乙酰胺)乙烷-1，2-二胺和n，n’-双(三氟磺酰胺)乙烷-1，2-二胺。
为本发明的主题的聚合物电解质可以包含一种或多种质地剂(texturingagent)。在以下披露内容中，表述“质地剂”表示能够改变材料的机械特性的试剂，并且包括例如流化剂、胶凝剂和固化剂。所述质地剂可以是聚合物。它可以选自下组，该组由以下各项组成：聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯，氟聚合物，例如pvdf(聚偏二氟乙烯)、ptfe(聚四氟乙烯)、全氟聚醚(pfpe)以及其共聚物，例如pvdf-hfp(聚偏二氟乙烯-六氟丙烯)共聚物，聚(甲基)丙烯酸酯，例如pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)，多糖或其衍生物，例如纤维素、纤维素乙酸酯、木质素和瓜尔胶、明胶以及一维、二维或三维聚硅氧烷。所述质地剂可以是惰性的或者另外它可以含有可以与该介质中的一种或多种化合物相互作用的残基和/或化学官能团。该质地剂可以呈液体或固体形式。当该质地剂是固体添加剂时，该固体添加剂的尺寸可以在从几纳米至几百微米范围内。典型地，该一种或多种质地剂可以占为本发明的主题的聚合物电解质的总重量的按重量计在0.1％与60％之间、更优选地在10％与60％之间、并且甚至更优选地在30％与50％之间。
此外，为本发明的主题的聚合物电解质可以包含一种或多种矿物填充剂。所述矿物填充剂可以选自下组，该组由以下各项组成：亲水性二氧化硅，疏水性二氧化硅，特别地气相二氧化硅，氧化铝，硅酸盐，例如云母，金属氧化物，氢氧化物，磷酸盐，硫化物，硝酸盐和碳酸盐，例如像氧化铈、稀土金属氧化物、氧化锌、氧化钛、氧化锡、氧化铟锡、以及其混合物。该矿物填充剂的尺寸可以在从几纳米至几百微米范围内。优选地，包含在根据本发明的聚合物电解质中的矿物填充剂是纳米填充剂。这有利地使得有可能获得具有更好的机械特性并且任选地是透明的材料。典型地，该一种或多种矿物填充剂可以占为本发明的主题的聚合物电解质的总重量的按重量计在0.1％与60％之间。当它是纳米填充剂的问题时，这些纳米填充剂可以更优先地占该聚合物电解质的总重量的按重量计在0.1％与10％之间。当它是更大尺寸的填充剂的问题时，它们可以更优先地占该聚合物电解质的总重量的按重量计在10％与60％之间。
优选地，为本发明的主题的聚合物电解质可以包含与一种或多种矿物填充剂结合的一种或多种质地剂。
其他类型的添加剂可以包括在为本发明的主题的聚合物电解质中。然而，优选的是相对于为本发明的主题的聚合物电解质的总重量，存在于该电解质中的添加剂的总量占按重量计最多50％、优选地在0％与40％之间、更优选地在0％与10％之间、并且甚至更优选地在0％与3％之间。
这些添加剂可以特别地选自在电池电解质中常规使用的添加剂，例如sei-控制添加剂、碳酸单氟亚乙酯或碳酸二氟亚乙酯。颜料也可以用作添加剂，特别地当根据本发明的电解质旨在在电致变色装置中使用时。
用于生产固体聚合物电解质的方法也是本发明的主题。此方法包括以下步骤：
-获得包含低共熔混合物以及可聚合的和/或可交联的化合物的前体组合物，该低共熔混合物包含氟化的盐以及与所述氟化的盐形成低共熔混合物的有机化合物；然后
-使所述前体组合物经受聚合和/或交联处理。
为了获得所述前体组合物，可以将各种化合物在适当的装置中混合。根据一个优选的实施例，首先以希望的比例混合至少一种氟化的盐以及与所述氟化的盐形成低共熔混合物的至少一种有机化合物，以便获得低共熔混合物。然后将所述低共熔混合物与至少一种可聚合的和/或可交联的化合物混合。如果需要，该一种或多种添加剂可以在制备所述前体组合物的任何步骤中加入。
根据本发明的固体聚合物电解质然后通过使所述前体组合物经受聚合处理来获得。这一处理可以由本领域的技术人员根据所选择的可聚合的和/或可交联的化合物选择。该聚合和/或交联处理可以选自下组，该组由以下各项组成：热处理、光化学处理特别地uv处理、化学处理、以及这些处理的组合。
根据一个优选的实施例，该前体组合物包含以聚乙二醇二丙烯酸酯和/或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯为代表的单体并且该聚合和/或交联处理由该混合物的uv照射组成。该照射可以典型地使用中压汞灯进行。该操作可以在内部的并且无水的气氛下进行。该照射可以典型地维持在几分钟与几小时之间、例如在1分钟与10分钟之间的时段。
在进行该处理步骤之前，该前体组合物可以是成形的。该成形步骤可以例如由沉积在支持物上以便获得膜的步骤组成。为了获得呈自支撑膜的形式的电解质，该支持物可以是惰性衬底。可替代地，为了获得呈涂层的形式的电解质，所述支持物可以是预配制的电极。可替代地，该前体组合物可以沉积在或注入到模具或装置中。优选地，该前体组合物可以不在两个衬底之间层压。该前体组合物的粘度不是特别受限的。然而，该粘度可以是高于1000pa.s、甚至高于1500pa.s(在22℃和4s-1的剪切速率下)。
根据本发明的制备方法还可以包括一个或多个后处理步骤。特别地，所述方法可以包括老化步骤，也称为终止或熟化步骤。该老化处理可以由热处理或另外在控制的温度和湿度条件下的暂停时间组成。
总体上，该用于生产根据本发明的聚合物电解质的方法可以在具有控制的湿度(hygrometry)的室内进行。所有的原料优选地具有控制的含水量。
该生产方法可以是连续的或分批的。在分批模式中，根据本发明的电解质可以根据常规方法分批生产。然而，对于大规模生产，可以设想连续生产工艺。该工艺的每个步骤(特别地制备该前体组合物的步骤、成形的步骤以及聚合和/或缩合和交联处理的步骤)可以独立地连续或非连续进行。例如，该前体组合物的制备可以在工业上借助于挤出机或静态混合器进行，然后该膜形成可以通过滚卷或浸渍获得，并且该聚合和/或交联处理可以由在工业灯下穿过或通过烘箱最终获得。
通过这种生产工艺获得的产物是可以有利地用作电解质的聚合物材料。确实，这种材料具有在20℃下有利地大于10-5、优先地大于10-4并且甚至更优先地大于10-3西门子/cm的离子电导率。优选地，离子电导率是在20℃下在5.10-4与10-2西门子/cm之间。此外，该材料可以有利地具有在0℃下大于10-6、优先地大于10-5西门子/cm的离子电导率。此外，该材料可以有利地具有在40℃下大于5.10-4西门子/cm的离子电导率。离子电导率可以通过复阻抗光谱技术测量，这使得有可能测量固体材料的电阻和容量。对此，将样品保持在连接到阻抗计上的两个金属电极之间，这使得有可能进行该测量。在受控的温度下进行这些测量。此外，根据本发明获得的材料有利地是电化学稳定的。
此外，所获得的材料是有利的，因为与现有技术电解质相反，它是固体。该电解质因此可以有利地是自支撑的或独立的膜，即，该电解质可以存在并且进行处理而无支持物，不同于例如涂层或被注入多孔支持物中的凝胶。它特别可以无隔膜地使用。然而，不排除在本发明中与隔膜一起、例如与织造或非织造的和/或微孔的隔膜一起使用该材料。
根据一个优选的实施例，根据本发明的聚合物电解质可以呈膜的形式，其厚度可以是在1μm(微米)与1mm之间、优选地在1μm与150μm之间、更优选地在1μm与100μm之间、并且甚至更优选地在1μm与40μm之间。有利地，该膜的厚度可以遍及其整个表面面积是均匀的。在本披露中，表述“均匀的”表示小于或等于50％、优选地小于或等于25％的膜的厚度的变化。该膜的表面面积可以是大于25cm2、或者甚至大于100cm2，在连续生产的背景下直到几百平方米。
根据一个特别有利的实施例，根据本发明的固体聚合物电解质是透明的。在这种情况下，该电解质优选地不含有可能损害该产物的透明度的添加剂。
本发明有利地提供具有高电导率和良好机械特性二者的固体电解质材料。此外，该材料易于生产并且是廉价的。
根据本发明的固体聚合物电解质可以有利地在电化学装置中、并且更特别地在电子显示装置中或在能量储存和释放装置中用作电解质。根据本发明的固体聚合物电解质可以例如在以下电化学装置之一中被用作电解质：
-电致变色装置：车窗或房屋中的窗户、护目镜、眼镜等，
-电致变色平面屏幕：电视、平板、智能手机、连接设备等，
-二次锂电池，锂-硫型电池、锂-空气电池、钠电池等，
-超级电容器，特别地使用电解质的双层超级电容器；
-能量产生器，如有机类型的太阳能电池板(以简称opv已知)。
本发明的主题是一种包含阳极、阴极以及如以上定义的固体聚合物电解质的电池。有利地，这种电池不含有隔膜。然而，在本发明中不排除含有隔膜、例如具有织造或非织造和/或微孔隔膜的电池。此外，根据本发明的聚合物电解质可以是该阳极和/或该阴极的组合物的一部分。
本发明的主题还是一种包含至少一种如以上定义的固体聚合物电解质的电子显示装置、特别地电致变色装置。这种使用通过以下事实成为可能：根据本发明的固体聚合物电解质可以有利地是透明的。
本发明现在将借助于以下给出的实例通过对本发明的非限制性说明进行描述。
实例
实例1
步骤a：通过将双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺锂(litfsi；7.9g)与n-甲基乙酰胺(7.1g)在氮气气氛下并且在环境温度下混合来制备低共熔混合物。进行该混合直到在环境温度下获得无色液体。
步骤b：将附加的量的litfsi(10.0g)在40℃的温度下溶解于三乙二醇二丙烯酸酯(17.4g)中。在返回到环境温度后，将2.6g的该溶剂加入到在步骤a期间形成的低共熔混合物中。在搅拌下将pvdf(15g)以及然后光引发剂(
步骤c：使用byk自动涂膜器以膜的形式铺展在步骤b中获得的制剂。对此，将5g的在步骤b中获得的配制品放置在30μm厚的铝片上。将使得有可能调节所施用的液体配制品高度的计量器调节到200μm的高度。由此获得恒定厚度的非交联膜。
步骤d：在由配备有具有100w功率的中压汞灯的lumendynamics
所获得的材料具有在80μm与125μm之间的厚度。
电阻率测量用由输力强(solartron)销售的阻抗/增益-相位分析仪(impedance/gain-phaseanalyzer)s11260装置进行。测量频率范围是在每点10hz的变化下从1hz至1mhz。测量池具有s＝0.196cm2的表面面积。在t＝27℃的温度下将该样品放置在两个电极之间并且经受如以上定义的分析方案。该电阻率测量使得有可能计算出3.42×10-2s/cm的电导率。
电化学稳定性测量在干氩气下安装的、具有s＝1.13cm2的表面面积的密封的测量池中进行。使该膜与316不锈钢电极和锂电极接触，所述电极充当对电极和参比电极。所测量的开路电势是2.73v并且以1mv/s的速率通过由比奥罗杰(biologic)公司销售的vmp3-型恒电势器相对于锂参比在4.5v的上限与0v的下限之间进行电势改变。以10μa的灵敏度测量电流。在所考虑的范围内没有检测到氧化或还原峰，由此反映出不存在该膜的降解。
实例2
再现实例1的方案，其中不同是将二氧化硅(3g，比表面积160m2/g，平均粒径300μm)与10g的之前在步骤b中获得的溶液混合。
获得了平均165μm厚的膜。获得了在23℃的温度下10-4s/cm的离子电导率。
使用叠加的膜通过压缩进行所获得的膜的坚固性的测量，以便获得具有大于1mm的厚度的测试样品。使用具有在5mm与15mm之间的直径的打孔器切割这些圆柱形测试样品。通过动态力学分析在rheometricsrsa2装置上进行这些测试，该装置使得有可能施加正弦应变并且测量相应的力。所测量的模量与在1hz的频率和23℃的温度下的1％的应变的应力/应变曲线相切。由此测定的该膜的杨氏模量产生2mpa的值。