Полимерная композиция для твердых электролитов

 

Использование: химические источники тока с твердым полимерным электролитом. Сущность изобретения: полимерная композиция для твердого электролита содержит в мас.ч.: полифениленоксид-100, перхлорат натрия 100-200 и растворитель 50-100. Указанная композиция обладает повышенной электропроводимостью при комнатной температуре.

Изобретение относится к области технической электрохимии, а точнее к созданию полимерных композиций, используемых в качестве твердых электролитов для химических источников тока.

Изобретение наиболее эффективно может быть использовано в различных приборах и конструкциях, работающих в режиме автономного питания.

Известна композиция для твердого электролита, состоящая из полиэтиленоксида с полиакриловыми полимерами и перхлоратами щелочных металлов, обычно взятых в весовом соотношении полимеры: перхлорат 120-140:10 [1] Для этих композиций удельная электропроводность лежит в интервале 10^-6-10^-4 ом/см Однако эта композиция уступает заявляемой по электропроводности на 1-2 порядка.

Известна композиция для твердых электролитов, содержащая полиэтиленоксид и соли лития, в том числе перхлорат, взятые в соотношении 10:1 8:1 мол. [2] выбранная нами в качестве прототипа, как наиболее близкая по технической сущности.

Композиция-прототип обладает недостатком, а именно недостаточным уровнем электропроводности равной при комнатной температуре не более 10^-5ом/см.

Задачей настоящего изобретения является создание полимерной композиции с повышенной электропроводностью, равной при комнатной температуре не менее 1·10^-4ом/см.

Поставленная задача решается тем, что заявляемая композиция содержит полифениленоксид и перхлорат щелочного металла, взятые в весовом соотношении 1: 1-1,2 и органический растворитель в количестве 0,5-1:1 по отношению к полимеру.

Композиция готовится путем смешения 1-2% раствора полифениленоксида в толуоле и 3-4% раствора перхлората металла в диметиловом или диэтиловом эфире диэтиленгликоля с последующим высушиванием на воздухе в течение 60-100 час до образования твердой гелеобразной массы, нанесенной на подложку и являющейся твердым полиэлектролитом.

Полифениленоксид, используемый в составе заявляемой композиции, должен быть высокомолекулярным с высокой пленкообразующей способностью (молекулярная масса не менее 80000).

В композиции используют перхлораты натрия и лития марки Х.Ч.

Приведен пример получения твердого электролита на основе заявляемой композиции: раствор 0,1 г полифениленоксида в 6 мл толуола смешивают с раствором 0,09 г перхлората натрия в 3 мл диметилового эфира диэтиленгликоля. Смесь растворов отфильтровывают, выливают на металлическую, стеклянную и т.п. подложку, сушат на воздухе в течение 80-100 час до состояния твердого геля.

Использование заявляемой композиции (материала) позволяет получить твердые полимерные электролиты с удельной электропроводностью при комнатной температуре 10^-3ом/см, которые являются эффективной компонентой химических источников тока и топливных элементов.

Формула изобретения

Полимерная композиция для твердых электролитов, содержащая полиэфир и перхлорат металла, отличающаяся тем, что в качестве полиэфира используют полифениленоксид, а в качестве перхлората металла перхлорат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. ч.

Полифениленоксид 100 Перхлорат натрия 100 120 Растворитель 50 100