CN101006385A - 包含低共熔混合物的电解质以及使用该电解质的电致变色器件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电致变色器件的电解质，该电解质包括：含(a)含酸性官能团和碱性官能团的化合物；以及(b)可电离的锂盐的低共熔混合物。本发明还公开了一种使用同样电解质的电致变色器件。因为电致变色器件采用了含经济效益高且热稳定性和化学稳定性优秀的低共熔混合物的电解质，所以它不存在与电解质的蒸发、消耗和易燃有关的问题。另外，还使最小化电致变色器件构成单元和电解质的副反应成为可能，因此改善了安全性。而且，由于低共熔混合物的宽电化学窗和高导电性的优点，所以也可能改善电致变色器件的质量。

Description

包含低共熔混合物的电解质以及使用该电解质的电致变色器件
技术领域
本发明涉及一种用于电致变色器件的电解质。更具体而言，本发明涉及一种包含具有高导电性和宽电化学窗(broad electrochemicalwindow)的低共熔混合物的电致变色器件，并且能够同时改善电致变色器件的安全性和质量的电解质。本发明还涉及一种包括同样电解质的电致变色器件。
背景技术
通常，电致变色器件是指一种由于电场的作用导致发生电化学氧化还原反应从而经历颜色变化，导致透光性改变的器件。有许多使用这种电致变色器件的装置。最成功的装置包括控制夜晚汽车后部闪光的汽车后视镜，或者依靠光强能够自动控制的灵巧窗。当太阳辐射高时，为了降低太阳辐射量灵巧窗变成更深的色调。另一方面，灵巧窗在阴天时变成更亮的色调。因此，灵巧窗是高能量效率装置。而且，人们不断努力将电致变色器件应用于例如电子公告牌或者电子书的显示器领域。
形成电致变色器件的电致变色材料分为还原色材料(reduction-colored)和氧化色材料(oxidation-colored)。还原色材料是通过获得电子而变色并且一般包含氧化钨的材料。另一方面，氧化色材料是通过失去电子而变色并且一般包含氧化镍和氧化钴的材料。其它电致变色材料包括例如V2O5、Ir(OH)X、NiOXHY、TiO2、MoO3等的无机金属氧化物，例如PEDOT(聚3，4乙烯二氧基噻吩)、聚吡咯、聚苯胺、聚甘菊环、聚噻吩、聚嘧啶、聚吲哚、聚咔唑、聚吖嗪、聚醌等的导电聚合物，和例如紫精、蒽醌、吩噻嗪等的有机电致变色材料。
当存在于电解质中的锂离子或者氢离子被涂在无机金属氧化物上时，上述无机金属氧化物发生颜色变化。相反，如反应式1所示，例如当导电聚合物聚苯胺在完全还原态存在时，显示出浅黄色。而当在氧化态存在时，显示出蓝色。根据这些导电化合物的种类，能够实现多种色彩。
[反应式1]
Figure A20058002839900071
除上述无机金属氧化物和导电聚合物之外，有机电致变色材料包括如反应式2所示的例如4，4’-二吡啶盐的紫精化合物。紫精化合物有三种氧化态，即V2+(无色)、V+(蓝色)和V0(浅黄色)，每种氧化态显示不同的颜色：
[反应式2]
Figure A20058002839900081
与此同时，美国专利号5,441,827(Graetzel等)公开了一种具有高效和高响应率(response rate)的器件，该器件将具电化学活性的有机紫精化合物作为单层涂覆在通过烧结金属氧化物纳米粒子(nanoparticles)获得的具有纳米多孔(nanoporous)薄膜电极的表面上而制备。另外，该器件采用一种含例如γ-丁内酯和碳酸异丙烯酯的有机溶剂的锂盐混合物作为液态电解质。然而，采用含有机溶剂的液态电解质的器件具有淬火率低，淬灭后出现余象并且当重复显影/淬灭循环期间，有机材料容易分解的缺点。此外，因为该器件使用含有机溶剂的液态电解质，由于可能发生电解质的蒸发和消耗，电解质可能从器件中泄漏以致造成对环境不利的问题，并且不能形成薄膜和膜状产品，所以它具有额外的缺点。因此，最近，对离子性液体(IL)作为电解质用于电化学器件的深入研究和开发已经开展起来。
美国专利号5,827,602(V.R.Koch等)公开了一种含强路易斯酸的基于AlCl3-EMICI(氯化铝-氯化1-乙基-3-甲基咪唑鎓)的离子液态电解质。例如AlCl3-EMICI的离子液体无蒸汽压，这样就能解决电解质消耗和分解的问题。然而，当暴露于少量湿汽和氧时，它可能会发出有毒气体。而且，因其与少量被加入到电解质中的有机/无机化合物具有高反应性，并且在150℃或者更高的温度下易分解，所以该离子液是成问题的。
美国专利No.6,667,825(Wen Lu等)公开了一种使用导电聚合物和例如不含路易斯酸的[BMIM][BF4](四氟硼酸1-丁基-3-甲基咪唑鎓)的离子液分别作为电极和电解质的电致变色器件。
日本专利公开号2002-99001公开了一种使用例如甲基紫精或者三甲基甲基二茂铁的电致变色材料和例如N1113TFSI(三甲基丙基铵三氟甲基磺酰胺)或EMITFSI(1-乙基-3-甲基咪唑鎓三氟甲基磺酰胺)的离子液体作为电解质一起的电致变色器件。
但是，因为常规的离子液体价格昂贵、制备和提纯困难并且液态电解质可能从电致变色器件中泄漏，不能形成薄膜和大尺寸产品，所以它们是成问题的。与此同时，Liang和同事们从尿素和LiTFSI中制备了一种室温熔解盐(J.Phys.Chem.B 2001，105，pp9966-9969)。另外，Chen和同事们开发了一种乙酰胺和LiTFSI的低共熔混合物，该低共熔混合物被单独用作锂蓄电池的液体电解质(Electrochem.Commun，2004，6，pp28-32)。但是，当上述液态电解质被用于Li/MnO2电池时，原始蓄电池容量和第三次循环后的电池容量显著下降(20％)。因此，液态电解质不适用于电池中的实际使用。通常，原始蓄电池容量和重复循环过程中的容量的降低与形成于第一充电循环中阳极表面上的固体电解质界面(SEI)薄膜有关。对于根据现有技术的液态电解质，尽管存在能够形成SEI薄膜的化合物，但是认为在利用液体电解质的情况下，电化学窗在0.7-4.7V范围的低共熔混合物的分解造成电池质量下降。另外，通过在阴极和阳极间注入的电解质移动锂，锂电池发生电化学反应。但是，因为根据现有技术的低共熔混合物具有相对高的粘度，所以锂的传递速率和含低共熔混合物的电极溶胀性低导致了整个电池质量下降。而且，没有关于低共熔混合物可以应用于与本发明有关的电致变色器件的暗示。
发明内容
技术问题
因此，由于上述问题，开展了本发明。我们已经发现当具有极好热稳定性和化学稳定性的经济效益高的低共熔混合物被用作电化学器件的电解质时，可能解决使用常规有机溶剂作为电解质时引起的电解质的蒸发、消耗和可燃性的问题，从而改善安全问题。我们也发现可能依靠低共熔混合物的极好的导电性和宽电化学窗而改进电化学器件的质量。
本发明的目的是提供一种用于包括低共熔混合物的电化学器件的电解质，和使用相同电解质的电致变色器件。
技术方案
根据本发明的一个技术方案，提供了一种用于电致变色器件的电解质，其包含低共熔混合物，该低共熔混合物包括：(a)含酸性官能团和碱性官能团的化合物；以及(b)可电离的锂盐。根据本发明的另一技术方案，提供了使用上述电解质的电致变色器件。
本发明将在下文进行更详细说明。
本发明的特点在于将常规电致变色器件中没有使用的低共熔混合物用于形成电致变色器件的电解质。
通常，低共熔混合物是指含两种或两种以上物质并且熔点降低的混合物。特别是，这种混合物包含存在于室温下液相中的混合盐。在此，室温意味着达到100℃的温度，或者在某种情形下达到60℃的温度。
与已知离子性液体相似，低共熔混合物具有高导电性、宽电化学窗、易燃性、作为液体存在时具有宽温度范围、高溶剂化能力(solvationcapability)和非配位键形成性。因此，低共熔混合物具有能够代替已知有害有机溶剂的环境有利溶剂的物理化学性能。另外，低共熔混合物与离子性液体相比，更易制备，并且具有高阻燃、高离子浓度和宽电化学窗(0-5.5V)，因而预计可用于广泛的工业领域。
1)因为低共熔混合物独特的性质(例如，低共熔混合物自身的稳定性)，所以与常规有机溶剂和离子性溶液相比，包含根据本发明的低共熔混合物的电解质显示出更宽的电化学窗。因此，根据本发明的电解质能够加宽可适用电压的范围。实际上，正如下述实验实施例所证明，包含离子性液体和有机溶剂的常规电解质显示出4-4.5V的电化学窗。相反，根据本发明的低共熔混合物显示出4.5-5.5V的电化学窗，这个值较包含离子性液体和有机溶剂的常规电解质的电化学窗宽。特别是，己内酰胺/LiTFSI低共熔混合物显示出5.5V的电化学窗，因而能够在高驱动电压下使用(参见图2和图3)。
另外，与常规溶剂相反，低共熔混合物无蒸气压，从而防止了电解质的蒸发和消耗。低共熔混合物还显示出好的阻燃性，因此改善了安全性。而且，因为低共熔混合物自身非常稳定，可能防止了在电化学器件中不受欢迎的副反应的发生。此外，低共熔混合物的高导电性使电化学器件的质量得到改善。
2)除上述优点之外，因为根据本发明的低共熔混合物包含作为必需构成单元的锂盐。因此，在通过将锂离子涂在电极上从而发生颜色变化的电致变色器件中(例如，采用无机金属氧化物的电致变色器件)，甚至不必添加单独的锂盐。
换句话说，当使用常规离子性液体作为电解质时，通过电子移动改变颜色的电致变色器件不需要额外的锂盐。另一方面，使用如WO3或NOX的无机金属氧化物作为电极的电致变色器件能够通过将阳离子(例如，锂离子)涂在电极上改变颜色。这样，在后一种情况下，需要额外的锂盐。但是，因为根据本发明的低共熔混合物在包括自身锂盐，所以不需要额外的锂盐。
根据本发明的低共熔混合物的一个构成单元为在其分子中具有至少两种极性官能团的化合物(例如，同时具有酸性官能团和碱性官能团的化合物)。只要化合物符合上述要求，没有对它的特别限制。这种酸性和碱性官能团的实例分别包括胺(-NH3 +)和羰基(-CO)基团。这种极性基团作为削弱可电离盐中阳离子和阴离子间键的络合剂，并且对低共熔混合物的形成作出贡献，从而降低了熔点。除上述官能团外，本发明的范围内还包含能够削弱可电离盐中阳离子和阴离子之间键，并且能形成低共熔混合物的极性基团的化合物。
包含酸性官能团和碱性官能团的化合物优选为含两个极性基团即，一个羰基和胺基的酰胺化合物。酰胺化合物的非限定性实例包括C1～C10的烷基酰胺、链烯基酰胺、芳基酰胺或者烷基芳基胺化合物。当然，酰胺化合物包含伯、仲、叔酰胺化合物以及线性和/或环状酰胺化合物。更优选使用显示出宽电化学窗的环状酰胺化合物，因为这种环状酰胺化合物含少量氢原子，并且在高电压下稳定，从而防止其分解。可以用于本发明的酰胺化合物的非限定性实例包括：乙酰胺、尿素、甲基尿素、己内酰胺、戊内酰胺、氨基甲酸酯、甲酸酯及其混合物。
根据本发明的低共熔混合物的其它构成单元为可电离的含锂盐。可用于本发明的锂盐的非限定性实施例包括硝酸锂、醋酸锂、氢氧化锂、硫酸锂、醇锂、卤化锂、氧化锂、碳酸锂、草酸锂等。锂盐的特别优选实例包括：LiN(CN)2、LiClO4、Li(CF3)3PF3、Li(CF3)4PF2、Li(CF3)5PF、Li(CF3)6P、Li(CF2CF2SO3)2N、Li(CF3SO3)2N、LiCF3SO3、LiCF3CF2(CF3)2CO、Li(CF3SO2)2C、Li(CF3SO2)3C、LiCF3(CF2)7SO3、LiCF3CO2、LiCH3CO2及其混合物。
根据本发明的低共熔混合物可以用下列化学式1表示：
[化学式1]
Figure A20058002839900131
其中，R1为氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基胺基、链烯基、芳基或烯丙基；
R2为氢原子、含1～20个碳的烷基、链烯基、芳基或烯丙基；
X为氢、氧、碳或者氮原子；
Y为锂盐的阴离子；以及
N为0至10之间的整数。
在上述化学式1所示化合物中，对锂盐的阴离子Y没有特别的限定。但是，优选Y为F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、RSO3 -、RCOO-、PF6 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、(CF3SO3 -)2、(CF2CF2SO3 -)2、(CF3SO3)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN或(CF3CF2SO2 -)2N。
正如下述反应式3所示，低共熔混合物的第一构成单元，即含酸性官能团和碱性官能团(更特别是酰胺化合物的化合物)与低共熔混合物的第二构成单元即锂盐，通过酰胺化合物的羰基和锂盐的阳性锂离子形成配位键。另外，锂盐的阴离子与酰胺化合物的胺基形成氢键。结果，两个构成单元形成在室温下以液相存在的低共熔混合物。
[反应式3]
虽然对本发明的低共熔混合物的熔点没有特别限制，但是优选低共熔混合物在达100℃的温度，更优选在室温以液态存在。虽然对根据本发明的低共熔混合物的粘度没有特别限制，但是低共熔混合物优选具有100cp或更低的粘度。
低共熔混合物可以通过本领域技术人员已知的常规方法制备。例如，含酸性官能团和碱性官能团的化合物在室温下与锂盐混合，然后以70℃或更低的适当温度加热使混合物发生反应，随后提纯。在这里，含酸性和碱性官能团的化合物与锂盐的摩尔比(％)适当地为1∶1至8∶1，更优选为2∶1至6∶1。
含低共熔混合物的电解质
无论电解质的特殊类型，根据本发明的低共熔混合物可以作为电解质使用。但是，优选电解质的两个实施方式，即液态电解质和凝胶聚合物电解质。
1)根据本发明的液态电解质可以通过单独采用上述低共熔混合物形成，该低共熔混合物包括含酸性官能团和碱性官能团的化合物和锂盐。
2)根据本发明的又一实施方式，凝胶聚合物电解质可以通过在上述低共熔混合物存在下聚合单体而形成，或者通过向上述低共熔混合物注入常规聚合物或凝胶聚合物而形成。
①首先，详细说明通过聚合得到的凝胶聚合物电解质。
凝胶电解质可以通过聚合电解质前体溶液形成，其包括：(a)包括含酸性官能团和碱性官能团的化合物的低共熔混合物以及锂盐；和(b)能够通过聚合形成凝胶聚合物的单体。
只要能够通过聚合形成凝胶聚合物，就不对单体的种类作出限制，这些单体的特定实例包括乙烯基单体等。乙烯基单体的优点在于当与低共熔混合物相混合时，它们能够提供透明的聚合产物，并且符合简单的聚合条件。
根据本发明可以使用的乙烯单体的非限制性实例包括丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯腈、甲基苯乙烯、乙烯基酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯酰胺、四氟乙烯、醋酸乙烯酯、甲基.乙烯基酮、乙烯、苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、对-腈基苯乙烯等。
优选能够通过形成凝胶聚合物的单体聚合提供的低体积收缩量并且能够在电致变色器件内原位聚合。
与此同时，电解质前体溶液可以进一步包括常规聚合引发剂或者光敏引发剂。
引发剂受热或通过紫外线照射分解从而形成自由基，然后通过自由基聚合与单体发生反应以形成凝胶聚合物电解质。不使用引发剂而进行聚合也是可能的。通常，自由基聚合包括：形成具有强反应活性的瞬态分子或活性端的引发过程；将单体加到活性链的末端以在该链的末端形成另一个活性端的链增长过程；将活性端转移到其它分子的链转移过程；以及活性链的中心断裂的链终止过程。
可用于聚合的热引发剂包括例如过氧化苯甲酰、过氧化乙酰、过氧化二月桂酰、过氧化二叔丁基、枯基过氧化氢、过氧化氢等有机过氧化物或者氢过氧化物，以及例如2，2-偶氮二(2-氰基丁烷)、2，2-偶氮二(甲基丁腈)、AIBN(偶氮(异丁腈))、AMVN(偶氮二二甲基-戊腈)的偶氮化合物，例如烷基化银化合物的有机金属化合物等。另外，能够利用例如紫外线的光形成自由基的光敏引发剂的非限制性实例包括氯乙酰苯、二乙氧基苯乙酮(DEAP)、1-苯基-2-羟基-2-甲基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、α-氨基苯乙酮、苯偶姻醚、苄基二甲基酮缩醇、苯甲酮、噻吨酮、2-乙基蒽醌(2-ETAQ)等。
除上述材料外，根据本发明凝胶聚合物电解质的前体溶液任选地进一步包括本领域技术人员所知的其它添加剂。
通过使用根据本发明的上述电解质前体溶液形成凝胶聚合物电解质，可以采用三种方法。
第一种方法包括在电化学器件内通过原位聚合形成凝胶聚合物电解质。本发明可采用的原位聚合可以通过加热或紫外线照射进行。另外，凝胶聚合物电解质的形成依靠热聚合情况下的聚合时间和聚合温度，或者依靠在紫外线聚合情况下的照射剂量。一般，聚合时间的范围大约在20～60分钟，并且热聚合的温度大约在40℃～80℃的范围内。
此外，根据本发明的电解质前体溶液重量基础上的混合比，即(低共熔混合物)x∶(能通过聚合形成凝胶聚合物的单体)y∶(聚合引发剂)z的重量比为0.5～0.95∶0.05～0.5∶0.00～0.05，并且其附带条件为x+y+z＝1。优选x为0.7～0.95，y为0.05～0.3，以及z为0.00～0.01。
通过上述加热或紫外线照射聚合可使凝胶聚合物电解质完全形成。更特别是，根据几个例如聚合时间、聚合温度或者照射剂量的反应因素，可控制凝胶聚合物的聚合度。其中，聚合时间取决于引发剂的种类和聚合温度。根据本发明重要的是，由于电解质的过度聚合，凝胶聚合物电解质应该不会泄漏，并且不会造成体积收缩。
②除上述原位聚合方法以外，另一种方法也可以用于形成包含根据本发明的低共熔混合物的凝胶聚合物电解质。第二种方法包括将低共熔混合物注入预聚物或凝胶聚合物以便聚合物或者凝胶聚合物能够被离子液体充满。
可以采用的聚合物的非限制性实例包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚1，1-二氟乙烯、聚氯乙烯、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸羟乙酯等。也可以使用本领域技术人员已知的任何凝胶聚合物。既然如此，与上述原位聚合方法相比，简化加工步骤是可能的。
③形成含根据本发明的低共熔混合物的凝胶聚合物电解质的第三种方法包括在溶剂中溶解低共熔混合物和聚合物，并除去该溶剂从而形成凝胶聚合物电解质。在这一方法中，低共熔混合物被包围在由上述聚合物形成的矩阵中。
虽然没有选择溶剂的特殊限制，但是该溶剂的非限制性实例包括：甲苯、丙酮、乙腈、THF等。另外，对除去溶剂的方法没有特殊的限制，并且可以使用任何常规加热方法。但是，第三种方法的缺点在于为形成凝胶聚合物电解质，需要除去溶剂的后处理步骤。
无论其特殊类型(即，仅使用低共熔混合物的电解质、包含充满低共熔混合物的聚合物或者凝胶聚合物的电解质、或者通过能够通过聚合形成凝胶聚合物的单体的原位聚合而获得的电解质)，根据本发明的电解质显示出下列优点：
a)电解质具有高导电性。
b)与有机溶剂和离子性液体相比，低共熔混合物显示出更宽的电化学窗。
c)由于低共熔混合物的稳定性，可能降低电化学器件中的副反应。
d)依靠低共熔混合物含有的锂盐，无需额外的锂盐。
e)与常规离子性液体相比，使用低共熔混合物的电解质制备简单、成本低。
f)因为低共熔混合物无蒸汽压力，所以不存在电解质蒸发和消耗的问题。
g)低共熔混合物是易燃的。
采用包含低共熔混合物的电解质的电致变色器件
根据本发明的电致变色器件包括设置在透明或半透明衬底上的第一电极和第二电极，以及文中所公开的电解质，其中，第一电极、第二电极、电解质或者其组合包含电致变色材料。
可用于本发明的电致变色材料的非限定性实例包括：例如WO3、Ir(OH)x、MoO3、V2O5、TiO2、NiOx、LiNiOx、Li2NiOx等的无机金属氧化物；例如聚吡咯、聚苯胺、聚甘菊环、聚嘧啶、聚吲哚、聚咔唑、聚吖嗪、聚噻吩等的导电聚合物；例如紫精、蒽醌、吩噻嗪等的有机电致变色材料；以及其混合物。
更为特别的是，第一电极、第二电极中的任意一个或者两者可以由透明导电膜制成。形成这些透明导电膜的材料的特别实例包括ITO(氧化铟锡)、FTO(掺氟氧化锡)、IZO(氧化铟锌)或者其混合物。
根据本领域的技术人员已知的常规方法可以制备电致变色器件。在一个实施方式中，该方法包括下述步骤：利用粘合剂层压第一电极和第二电极，通过进料口将上述电解质注入到第一电极和第二电极之间的间隙，然后将进料口密封。
对注入电致变色器件的电解质的种类没有特别限制。但是，优选(a)单独使用低共熔混合物作为电解质；(b)将包含低共熔物混合物和能够形成凝胶聚合物的电解质前体溶液注入两电极间隙中，然后在电极内部原位聚合从而形成包含低共熔混合物的凝胶聚合物电解质；(c)将常规聚合物或者凝胶聚合物充满低共熔混合物用以形成凝胶聚合物电极。特别地，更优选通过在电致变色器件两极间进行的原位聚合形成含凝胶聚合物电解质的低共熔混合物。这些是由下述原因产生的。与浸满低共熔混合物的凝胶聚合物电解质的注入和层压到电极间隙相比，更容易将电解质注入到电极间隙。另外，在含凝胶聚合物电解质的低共熔混合物和电极之间获得更多改良的润湿能力和接触能力是可能的。而且，形成凝胶聚合物电解质的原位聚合方法的优点在于其通过非常简单地加工步骤进行，所述加工步骤包括：将低共熔化混合物与单体以预定比率相混合；和在适当温度下进行原位聚合以形成凝胶聚合物电解质。
特别是，采用含根据本发明的电解质的低共熔混合物的电致变色器件具有下述优点：
a)因为与常规基于电解质的有机溶剂相比，低共熔混合物具有高导电性，所以电致变色器件的显影/淬火率高。
b)含低共熔混合物的电解质具有宽电化学窗，并且因此提供了一种在高驱动电压下应用的改进响应率的电致变色器件。
c)凝胶聚合物保留了低共熔混合物，这样就解决了电解质泄漏的问题，并且使薄膜成型和加工成为膜状产品。
附图说明
结合所附附图，下列详述中本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得更明显。
图1为显示常规电致变色器件的示意图；
图2图示了根据实施例4的己内酰胺-LiTFSI(三氟甲基磺酰胺锂)低共熔混合物(摩尔比3∶1)的还原电压窗(potential window)曲线；
图3为显示根据实施例4己内酰胺-LiTFSI(三氟甲基磺酰胺锂)低共熔混合物(摩尔比3∶1)的氧化电压窗曲线；
图4为显示根据实施例4，采用含己内酰胺-LiTFSI(三氟甲基磺酰胺锂)低共熔混合物(摩尔比3∶1)的电解质的电化学器件随时间透过率的变化曲线；以及
图5为显示采用根据实施例1的含乙酰胺-LiTFSI(三氟甲烷磺酰胺锂)低共熔混合物(摩尔比4∶1)的电解质、根据对比例2的含碳酸丙烯(PC)和根据对比例3的含离子液([EMIM][BF4])的电化学器件随时间的透过率的变化曲线。
具体实施方式
本发明将提供优选实施方式作为详细参考。应该理解下列实施例仅作为说明，本发明不受其所限。
制备实施例1 采用无电解质的基于无机金属氧化物的电致变色材料的电致变色器件的制备
通过溅射法在作为透明电极的ITO(氧化姻锡)玻璃(SamsungCorning Co.)上形成厚度150nm的WO3薄膜制备工作电极。采用上述相同的方式也制备具有厚度150nmNiO薄膜的对电极。如图1所示，除(电解质进料口)部分外，通过使用含玻璃球间隔团的密封剂将工作电极和对电极沿着它们的边缘密封在一起，从而提供一种没有电解质的电致变色器件。
制备实施例2 采用无电解质的基于导电聚合物的电致变色材料的的电致变色器件的制备
通过电聚合法在作为透明电极的ITO玻璃上电极材料PEDOT(聚3，4乙二氧噻吩)涂覆厚度大约150nm制备工作电极。采用上述方式制备具有大约150nm厚度的PAN(聚苯胺)涂层的阳极材料的对电极。以与上述制备实施例1相同的方式处理工作电极和对电极，从而提供一种没有电解质的电致变色器件。
制备实施例3 采用无电解质的基于无机金属氧化物的电致变色材料的电致变色器件的制备
通过蒸汽沉积法在作为透明电极的FTO(涂氟的氧化锡)玻璃(Libby-Owen-Ford Glass Co.)上形成厚度200nm的WO3薄膜制备工作电极。具有厚度230nm的LiNiOx薄膜的对电极也采用上述方式制备。以与制备实施例1同样的方式处理工作电极和对电极，从而提供一种无电解质的电致变色器件。
[实施例1～12]
实施例1
1-1. 乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物的制备
将5g纯化的乙酰胺和6g LiTFSI(三氟甲烷磺酰胺锂)加入至圆底烧瓶中。在室温，氮气气氛下，逐步搅拌12小时以得到11g乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物。
1-2. 含乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物作为液体电解质的电致变色器 件(1)
将由实施例1-1得到的乙酰胺与LiTFSI的低共熔混合物注入制备实施例1所得的电致变色器件中。电致变色器件呈现蓝色，并且透过率为32％。当淬火时，电致变色器件呈现75％的透过率。
1-3. 含乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物作为液态电解质的电致变色 器件(2)
将由实施例1-1所得的乙酰胺与LiTFSI的低共熔混合物注入制备实施例3所得的电致变色器件中。电致变色器件呈现黑色，并且呈现15％的透过率。当淬火时，电致变色器件呈现74％的透过率。
1-4. 含乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物作为凝胶聚合物电解质的电 致变色器件(1)
由实施例1-1所得的乙酰胺与LiTFSI低共熔混合物、作为单体的HEMA(甲基丙烯酸-2-羟乙酯)和作为热聚合引发剂的AMVN(偶氛二二甲基-戊腈)以重量比为8∶2∶0.01混合，并将生成的聚合物从电解质的进料口注入由制备实施例1所得的电致变色器件。接着，用UV密封剂将该进料口密封，在55℃聚合1小时以形成凝胶聚合物电解质。电致变色器件呈现深蓝色，并且呈现33％的透过率。当淬火时，电致变色器件呈现78％的透过率。
1-5. 含乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物作为凝胶聚合物电解质的电 致变色器件(2)
除了将由实施例1-1所得的乙酰胺与LiTFSI的低共熔混合物注入由制备实施例3所得的电致变色器件外，重复实施例1-4获得凝胶电解质。电致变色器件呈现黑色，并且呈现18％的透过率。当淬火时，电致变色器件呈现74％的透过率。
1-6. 含乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物作为凝胶聚合物电解质的电 致变色器件(3)
除了采用由制备实施例2得到的电致变色器件代替由制备实施例1所得到的电致变色器件，重复实施例1-4以提供包括含低共熔混合物的凝胶聚合物电解质的电致变色器件。该电致变色器件呈现深蓝色，并且呈现17％的透过率。当淬火时，电致变色器件呈现55％的透过率。
1-7. 含乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物作为凝胶聚合物电解质的电 致变色器件(4)
由实施例1-1所得的乙酰胺与LiTFSI的低共熔混合物、作为交联剂的TAEI(三[2-(丙烯酰氧)乙基]异氰尿酸酯)、作为单体的MPEGM(甲氧基聚(乙烯)乙二醇)甲基丙烯酸酯)和作为UV聚合引发剂的Irgacure-184(Ciba-Geigy Corp.)以重量比50∶0.5∶50∶10混合以提供电解质前体，并将生成的电解质前体从电解质进料口注入到由制备实施例1所得的电致变色器件中。接着，用UV密封剂将进料口密封，并用UV照射30分钟进行聚合，从而形成凝胶聚合物电解质。采用这些透明凝胶聚合物电解质的电致变色器件呈现深蓝色，并且呈现30％的透过率。当淬火时，电致变色器件呈现81％的透过率。
1-8. 含乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物作为凝胶聚合物电解质的电 致变色器件(5)
除了采用由制备实施例3得到的电致变色器件代替由制备实施例1所得到的电致变色器件，重复实施例1-7以提供包括含低共熔混合物的凝胶聚合物电解质的电致变色器件。该电致变色器件呈现黑色，并且呈现19％的透过率。当淬火时，电致变色器件呈现75％的透过率。
实施例2
除了用3.6g纯尿素代替5g纯化乙酰胺，在70℃，氮气气氛下，将初始材料逐步搅拌12小时外，重复实施例1-1以提供9.6g的尿素与LiTFSI低共熔混合物。另外，以与实施例1-2至实施例1-8同样的方式，采用尿素-LiTFSI低共熔混合物提供电致变色器件。
实施例3
除了用3.1g甲脲和4g LiTFSI代替5g纯化乙酰胺和6g LiTFSI以及在30℃，氮气气氛下，将初始材料逐步搅拌12小时外，重复实施例1-1得到7g甲脲-LiTFSI(三氟甲烷磺酰胺锂)低共熔混合物。另外，以与实施例1-2至实施例1-8同样的方式，采用甲脲-LiTFSI低共熔混合物得到电致变色器件。
实施例4
4-1己内酰胺-LiTFSI低共熔混合物的制备
将5.9g纯化己内酰胺和5g LiTFSI置于圆底烧瓶中，并在40℃，氮气气氛下，逐步搅拌原料5分钟。然后，在室温下搅拌4小时以得到10.5g的己内酰胺与LiTFSI的低共熔混合物。
4-2. 含己内酰胺-LiTFSI低共熔混合物作为液态电解质的电致变 色器件
除了使用实施例4-1得到的己内酰胺-LiTFSI低共熔混合物代替由实施例1-1所得到的乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物外，重复实施例1-2得到电致变色器件。该电致变色器件呈现蓝色，并且呈现31％的透过率。当淬火时，电致变色器件呈现77％的透过率。
4-3. 含己内酰胺-LiTFSI低共熔混合物作为凝胶聚合物电解质的 电致变色器件
除了使用实施例4-1得到的己内酰胺-LiTFSI低共熔混合物代替由实施例1-1所得到的乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物，重复实施例1-3得到电致变色器件。该电致变色器件呈现黑色，并且呈现18％的透过率。当淬火时，电致变色器件显示73％的透过率。
4-4. 含己内酰胺-LiTFSI低共熔混合物作为凝胶聚合物电解质的 电致变色器件
除了使用实施例4-1得到的己内酰胺-LiTFSI低共熔混合物代替由实施例1-1所得到的乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物，重复实施例1-4得到电致变色器件。该电致变色器件呈现蓝色，并且呈现32％的透过率。当淬火时，电致变色器件呈现79％的透过率。
实施例5
除了用5.7g戊内酰胺和5g LiTFSI代替5g纯化乙酰胺和6g LiTFSI，在30℃，氮气气氛下，将初始材料逐步搅拌10分钟，然后，在室温下，搅拌10小时外，重复实施例1-1得到10.7g戊内酰胺-LiTFSI(三氟烷基磺酸胺锂)低共熔混合物。另外，以与实施例1-2至1-8同样的方式，采用戊内酰胺-LiTFSI低共熔混合物得到电致变色器件。
实施例6
除了用4.7g三氟乙酰胺和4g LiTFSI代替5g纯化乙酰胺和6gLiTFSI然后在40℃，将初始材料逐步搅拌5分钟，然后，在室温下，搅拌3小时外，重复实施例1-1得到8.7g三氟乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物。另外，以与实施例1-2至实施例1-8同样的方式，采用三氟乙酰胺-LiTFSI低共熔混合物得到电致变色器件。
实施例7
除了用3.1g纯化甲脲和4g LiClO4代替5g纯化乙酰胺和6g LiTFSI，在50℃，氮气气氛下，将初始材料逐步搅拌原料4小时，然后，冷却至室温外，重复实施例1-1得到7g甲脲与LiClO4(高氯酸锂)的低共熔混合物。然后。另外，以与实施例1-2至实施例1-8同样的方式，采用甲脲-LiClO4低共熔混合物得到电致变色器件。
实施例8
除了用5.7g纯乙酰胺和5g LiSO2CF3代替5g纯化乙酰胺和6gLiTFSI，在30℃，氮气气氛下，将初始材料逐步搅拌10小时外，重复实施例1-1得到11g乙酰胺与LiSO2CF3(三氟甲基磺酸锂)的低共熔混合物。。另外，以与实施例1-2至实施例1-8同样的方式，采用乙酰胺-LiSO2CF3低共熔混合物得到电致变色器件。
实施例9
除了用7.1g纯甲脲和5g LiSO2CF3代替5g纯化乙酰胺和6gLiTFSI，在50℃，氮气气氛下，将初始材料逐步搅拌4小时。然后，冷却至室温外，重复实施例1-1得到12g甲脲与LiSO2CF3低共熔混合物。另外，以与实施例1-2至实施例1-8同样的方式，采用甲脲-LiSO2CF3低共熔混合物得到电致变色器件。
实施例10
除了用7.6g纯氨基甲酸甲酯和10g LiTFSI代替5g纯化乙酰胺和6g LiTFSI，在室温，氮气气氛下，将初始材料逐步搅拌3小时外，重复实施例1-1得到12g氨基甲酸甲酯与LiTFSI的低共熔混合物。另外，以与实施例1-2至实施例1-8同样的方式，采用氨基甲酸甲酯-LiTFSI低共熔混合物得到电致变色器件。
实施例11
除了用14.1g纯N-苄基甲酰胺和10g LiTFSI代替5g纯化乙酰胺和6g LiTFSI，在40℃，氮气气氛下，将初始材料逐步搅拌10分钟，然后，在室温下搅拌3小时外，重复实施例1-1得到17g N-苄基甲酰胺与LiTFSI的低共熔混合物。另外，以与实施例1-2至实施例1-8同样的方式，采用N-苄基甲酰胺-LiTFSI低共熔混合物得到电致变色器件。
实施例12
除了用17.1g纯氨基甲酸甲酯和5g LiSCN代替5g纯化乙酰胺和6g LiTFSI，在50℃，氮气气氛下，将初始材料逐步搅拌4小时，然后，冷却至室温外，重复实施例1-1得到22g氨基甲酸甲酯与LiTFSI的低共熔混合物。另外，以与实施例1-2至实施例1-8同样的方式，采用氨基甲酸甲酯-LiSCN低共熔混合物得到电致变色器件。
[对比例1～3]
对比例1含液态电解质的电致变色器件
除了用含1M LiClO4的GBL(γ-丁内酯)作为液态电解质以外，以与实施例1-2所述同样的方式制备电致变色器件。电致变色器件呈现深蓝色，并且呈现34％的透过率。当淬火时，电致变色器件为透明呈现76％的透过率。但是，因为电致变色器件使用有机溶剂作为电解质，就产生了与电解质的蒸发和消耗有关的问题。另外，当电致变色器件经历了长时间的重复显影/淬灭循环时，仍有可能发生导致有机物的分解的副反应。
对比例2含液态电解质的电致变色器件
除了用碳酸异丙烯酯(PC)作为液态电解质代替含1M LiClO4的GBL(γ-丁内酯)以外，以与实施例1-2所述同样的方式制备电致变色器件。电致变色器件呈现深蓝色，并且呈现32％的透过率。当淬火时，电致变色器件为透明的且呈现74％的透过率。但是，因为电致变色器件使用有机溶剂作为电解质，就产生了与电解质的蒸发和消耗有关的问题。另外，当电致变色器件经历了长时间的重复显影/淬灭循环时，仍有可能发生导致有机物的分解的副反应。
对比例3含离子液态电解质的电致变色器件
除了用[EMIM][BF4](四氟硼酸1-乙基-3-甲基咪唑鎓)离子性液体作为液态电解质以外，以与实施例1-2所述同样的方式制备电致变色器件。电致变色器件呈现深蓝色，并且呈现41％的透过率。当淬火时，电致变色器件为透明的且呈现67％的透过率(参见图5)。通过使用离子性液体，可以解决当淬火时的余象问题和电解质的分解问题。但是，仍存在电解质的泄漏和形成薄膜及膜状产品的不适应性。
试验例1.低共熔混合物物理性能的评价
采取下列实验评价根据本发明的低共熔混合物的物理性能。
用根据实施例1～12的每种低共熔混合物作为样品，并且以各乙酰胺和LiTFSI用作对照物。用DSC(示差扫描量热计)测试每种化合物的熔点。测试结果显示在下表1中。
实验之后，乙酰胺和LiTFSI的熔点分别为81.2℃和234℃。相反，根据实施例1从乙酰胺和LiTFSI得到的低共熔混合物的熔点为-67℃。这意味着酰胺化合物与锂盐一起形成低共熔混合物。同样地，根据实施例2至12的每种低共熔混合物显示低熔点。因此，根据本发明的低共熔混合物于室温以液相存在(见表1)。
表1
  实施例   具有酸性官能团和碱性官能团的化合物   锂盐   m.p(℃)   比率(具有酸性官能团和碱性官能团的化合物∶锂盐)   导电性(ms/cm)   电化学窗(vsLi/Li+)   粘度(cP)
  1   乙酰胺   LiTFSI   -67   4∶1   1.07   0.7～4.4   100
  2   尿素   LiTFSI   -37.7   3∶1   0.23   0.8～3.8   1190
    3   甲脲     LiTFSI     -8.2     3∶1     0.12     0.5～5.3     677
    4   己内酰胺     LiTFSI     -38.5     3∶1     0.03     0～5.5     3100
    5   戊内酰胺     LiTFSI     -44.8     3∶1     0.17     0.5～5.5     910
    6   三氟乙酰胺     LiTFSI     -10.7     3∶1     0 83     0.9～6.7     89
    7   甲脲     LiClO4     -9.2     3∶1     0.22     1.3～5.3     990
    8   乙酰胺     LiSO2CF3     -50.3     3∶1     3.47     0.8～5.5     30
    9   甲脲     LiSO2CF3     -34.4     3∶1     2.50     0.7～5.7     85
    10   氨基甲酸甲酯     LiTFSI     -65     3∶1     1.43     1.3～6.4     23
    11   N-苄基甲酰胺     LiTFSI     -51.7     3∶1     0.3     1.2～5.3     79
    12   氨基甲酸甲酯     LiSCN     10     3∶1     1.7     1.4～4.6     22
    对照物   乙酰胺     81.2
    对照物   LiTFSI     234
实验例2 电致变色器件的质量的评价(1)
含根据本发明的作为电解质的低共熔化合物每种电致变色器件的反射率由下述方法测试。
含根据实施例4的含己内酰胺-LiTFSI低共熔混合物电解质的电致变色器件用于反射率的测试。当颜色淬灭时，电致变色器件的透过率大约为30％(参见图4)。另外，为了颜色显影和淬火，需要几秒的响应率。这意味着电致变色器件实现了如电致变色器件的颜色显影和淬火。
实验例3 根据电解质的种类的电致变色器件的质量的评价(2)
由下述方法评价使用根据本发明低共熔混合物、常规有机溶剂或者离子性液体作为电解质的电致变色器件的质量。
采用由实施例1得到的低共熔混合物(AAL)作为电解质的电致变色器件。根据对比例2，使用碳酸异丙烯酯(PC)、常规有机溶剂作为液态电解质的电致变色器件和根据对比例3，使用离子性液体电解质([EMIM][BF4])的电致变色器件作为对照物。
在测试每种电致变色器件的颜色显影/淬火率之后，根据对比例3使用离子性液体电解质([EMIM][BF4])的电致变色器件显示出显著的低颜色显影/淬火率。相反，即使与有机溶剂相比，低共熔混合物具有显著较高的粘度，使用实施例1所得低共熔混合物(AAL，99.6cp)作为电解质的电致变色器件显示出与根据对比例2使用有机溶剂(PC，0.6cp)作为电解质的电致变色器件相似的颜色显影/淬火率(见图5)。
工业应用
正如能够由前述所看到的，根据本发明的电致变色器件使用了一种包含低共熔混合物的电解质，其具有高经济效益和优秀的热稳定性和化学稳定性。因此，不存在与电解质的蒸发和消耗及可燃性有关的问题。另外，使电致变色器件构成单元和电解质间的副反应最小化成为可能，因此改善了安全性。而且，凭借宽电化学窗和低共熔混合物的高导电性，也使改善电致变色器件的质量成为可能。
虽然本发明结合目前认为最实用和优选的实施方式进行了描述，但是应该理解本发明不限于所公开的实施例和图。相反，本发明覆盖了所附权利要求的宗旨和范围中的各种修改和变化。

Claims (19)

1、一种用于电致变色器件的电解质，其包含一种包括以下成分的低共熔混合物：
(a)一种含酸性官能团和碱性官能团的化合物；以及
(b)一种可电离的锂盐。
2、根据权利要求1所述的电解质，其特征在于所述酸性官能团为胺基(-NH3 +)和所述碱性官能团为羰基(-CO)。
3、根据权利要求1所述的电解质，其特征在于含酸性官能团和碱性官能团的化合物为酰胺化合物。
4、根据权利要求1所述的电解质，其特征在于所述锂盐的具有选自包括F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、RSO3 -、RCOO-、PF6 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、(CF3SO3 -)2、(CF2CF2SO3 -)2、(CF3SO3)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN和(CF3CF2SO2 -)2N的组至少一个阴离子。
5、根据权利要求1所述的电解质，其特征在于所述低共熔混合物如下化学式1所示：
[化学式1]
Figure A2005800283990002C1
其中，R1为氢原子、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基胺基、链烯基、芳基或烯丙基；
R2为氢原子、C1～C20的烷基、链烯基、芳基或烯丙基；
X为氢、氧、碳或者氮原子；
Y为锂盐的阴离子；以及
n为0至10之间的整数。
6、根据权利要求1所述的电解质，其特征在于该电解质为仅包含低共熔混合物的液态电解质。
7、根据权利要求1所述的电解质，其特征在于该电解质为由包含(a)低共熔混合物；和(b)能够通过聚合形成凝胶聚合物的单体的电解质前体溶液聚合形成的凝胶混合物电解质。
8、根据权利要求7所述的电解质，其特征在于所述单体为乙烯基单体。
9、根据权利要求8所述的电解质，其特征在于所述乙烯基单体为选自包括丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯腈、甲基苯乙烯、乙烯基酯、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯酰胺、四氟乙烯、醋酸乙烯酯、甲基乙烯基酮、乙烯、苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、和对-腈基苯乙烯的组的至少一种。
10、根据权利要求7所述的电解质，其特征在于所述电解质前体溶液进一步包含聚合引发剂或者光敏引发剂。
11、根据权利要求7所述的电解质，其特征在于，当以术语(离子性液体)x∶(能通过聚合形成凝胶聚合物的单体)y∶(聚合引发剂)z表示且条件是x+y+z＝1时，所述电解质前体溶液基于重量的混合比率为0.5～0.95∶0.05～0.5∶0.00～0.05。
12、根据权利要求7所述的电解质，其特征在于该电解质是在电致变色器件内通过电解质前体溶液原位聚合而制备。
13、根据权利要求1所述的电解质，其特征在于该电解质包括填充有低共熔混合物的聚合物或者凝胶聚合物。
14、根据权利要求13所述的电解质，其特征在于所述聚合物选自包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯、聚氧化乙烯、和聚甲基丙烯酸羟乙酯的组。
15、一种电致变色器件包括：
(a)第一电极；
(b)第二电极；
(c)电致变色材料；以及
(d)由权利要求1至14的任一项定义的电解质。
16、根据权利要求15所述的电致变色器件，在所述第一电极、第二电极和电解质中的至少一种中包括电致变色材料。
17、根据权利要求15所述的电致变色器件，其特征在于所述电致变色材料包括：(a)选自包括WO3、Ir(OH)x、MoO3、V2O5、TiO2、NiOx、LiNiOx和Li2NiOx的组的无机金属氧化物；(b)选自包括聚吡咯、聚苯胺、聚甘菊环、聚嘧啶、聚吲哚、聚咔唑、聚吖嗪和聚噻吩的组的导电聚合物；或者(c)选自包括紫精、蒽醌和吩噻嗪的组的有机电致变色材料。
18、根据权利要求15所述的电致变色器件，其特征在于所述第一电极、第二电极中的任意一个或者两者包括透明导电膜。
19、根据权利要求18所述的电致变色器件，其特征在于所述透明导电膜由选自包括ITO(氧化铟锡)、FTO(掺氟氧化锡)和IZO(氧化铟锌)的组的至少一种材料制成。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102405549A (zh) * 2009-03-04 2012-04-04 株式会社Lg化学 包含酰胺化合物的电解质和含有所述电解质的电化学装置
CN102455560A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 介面光电股份有限公司 电致变色模块及具有该模块的立体成像显示装置
CN101747642B (zh) * 2008-12-05 2012-07-25 比亚迪股份有限公司 凝胶聚合物电解质和聚合物电池及其制备方法
CN104134820A (zh) * 2007-01-16 2014-11-05 株式会社Lg化学 含有低共熔混合物的电解质及含有该电解质的二次电池
US9257235B2 (en) 2011-12-22 2016-02-09 National Synchrotron Radiation Research Center Electrochemical capacitor
CN107771351A (zh) * 2015-04-21 2018-03-06 罗地亚经营管理公司 固体聚合物电解质和包含其的电化学装置
CN113363575A (zh) * 2021-06-28 2021-09-07 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种磺酸基聚合物共熔体固态电解质及其制备方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7337001B2 (en) * 2001-05-30 2008-02-26 Medtronic, Inc. Implantable medical device and method with a dual power source incorporating electrolyte additive 2,2,2-trifluoroacetamide
KR100663032B1 (ko) 2004-09-21 2006-12-28 주식회사 엘지화학 공융혼합물을 포함하는 전해질 및 이를 이용한 전기 변색소자
CA2612643A1 (en) * 2005-06-21 2006-12-21 Crosslink Polymer Research Signal activated decontaminating coating
KR100751203B1 (ko) * 2005-08-19 2007-08-22 주식회사 엘지화학 공융혼합물을 포함하는 전해질
KR100812507B1 (ko) * 2005-08-19 2008-03-11 주식회사 엘지화학 아크릴계 점착제 조성물
CN101297434B (zh) 2005-10-27 2010-05-26 株式会社Lg化学 包含低共熔混合物的二次电池及其制备方法
KR100718444B1 (ko) * 2005-12-15 2007-05-14 주식회사 엘지화학 공융혼합물을 포함하는 전해질을 이용한 전기 변색 소자
US7265891B1 (en) * 2006-06-20 2007-09-04 Eclipse Energy Systems Electrochromic device with self-forming ion transfer layer and lithium-fluoro-nitride electrolyte
JP5384341B2 (ja) * 2006-07-28 2014-01-08 エルジー・ケム・リミテッド 共融混合物を用いた二次電池及びその製造方法
WO2008098137A2 (en) * 2007-02-07 2008-08-14 Zettacore, Inc. Liquid composite compositions using non-volatile liquids and nanoparticles and uses thereof
EP2135320B1 (en) 2007-04-11 2017-08-23 LG Chem, Ltd. Secondary battery comprising ternary eutectic mixtures and preparation method thereof
EP2243188B1 (en) * 2008-01-16 2013-06-19 LG Chem, Ltd. Electrolyte having eutectic mixture and electrochemical device containing the same
US8218225B2 (en) * 2008-04-24 2012-07-10 Chromogenics Ab Electrolytes for electrochromic devices
US7842637B2 (en) * 2008-05-23 2010-11-30 Lumimove, Inc. Electroactivated film with polymer gel electrolyte
US8481215B2 (en) * 2008-07-25 2013-07-09 Lg Chem, Ltd. Electrolyte having eutectic mixture and electrochemical device containing the same
WO2011119664A2 (en) * 2010-03-25 2011-09-29 University Of Connecticut Formation of conjugated polymers for solid-state devices
KR101700116B1 (ko) * 2010-09-29 2017-01-31 동우 화인켐 주식회사 겔 폴리머 전해질 조성물 및 이를 이용한 전기 변색 소자
DE102011013132A1 (de) * 2011-03-04 2012-09-06 Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung e.V. Stabiles elektrochromes Modul
WO2014018472A1 (en) 2012-07-23 2014-01-30 The University Of Connecticut Electrochromic copolymers from precursors, method of making, and use thereof
US10323178B2 (en) 2014-05-16 2019-06-18 The University Of Connecticut Color tuning of electrochromic devices using an organic dye
GB201704222D0 (en) * 2017-03-16 2017-05-03 Cambridge Entpr Ltd Deep eutectic solvent compositions
CN112898480A (zh) * 2021-02-03 2021-06-04 合肥工业大学 一种丙烯酸羟乙酯低共熔溶剂、聚丙烯酸羟乙酯水凝胶、制备方法及应用

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4828369A (en) 1986-05-28 1989-05-09 Minolta Camera Kabushiki Kaisha Electrochromic device
JPS63139323A (ja) * 1986-12-02 1988-06-11 Asahi Glass Co Ltd エレクトロクロミツク素子の製造方法
CH686206A5 (it) 1992-03-26 1996-01-31 Asulab Sa Cellule photoelectrochimique regeneratrice transparente.
FR2694758B1 (fr) * 1992-08-14 1994-10-21 Centre Nat Rech Scient Copolymères réticulablres obtenus par polycondensation et matériau à conduction ionique les contenant.
FR2697676B1 (fr) 1992-10-29 1994-12-09 Accumulateurs Fixes Pile thermique au lithium.
JPH06202165A (ja) * 1992-12-28 1994-07-22 Tonen Corp エレクトロクロミック素子
US5671082A (en) 1994-08-25 1997-09-23 The Dow Chemical Company Single compartment self-erasing electrochromic device
AU4471096A (en) 1995-03-09 1996-10-02 Geo-Centers, Inc. Conducting substrate, liquid crystal device made therefrom and liquid crystalline composition in contact therewith
JPH08254718A (ja) * 1995-03-15 1996-10-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd 表示素子およびその製造方法
US5827602A (en) 1995-06-30 1998-10-27 Covalent Associates Incorporated Hydrophobic ionic liquids
EP0850933A1 (fr) * 1996-12-30 1998-07-01 Centre National De La Recherche Scientifique (Cnrs) Sels d'anions pentacycliques ou dérivés de tétrazapentalène, et leurs utilisations comme matériaux à conduction ionique
US5940201A (en) 1997-04-02 1999-08-17 Gentex Corporation Electrochromic mirror with two thin glass elements and a gelled electrochromic medium
DE19735803B4 (de) 1997-08-18 2006-10-19 Werner Prof. Dr. Weppner Elektrode-Elektrolyt-Anordnung, Verfahren zur Herstellung einer Elektrode-Elektrolyt-Anordnung und Verwendung einer Elektrode-Elektrolyt-Anordnung
US6358651B1 (en) 1999-02-26 2002-03-19 Reveo, Inc. Solid gel membrane separator in rechargeable electrochemical cells
CA2385721C (en) * 1999-10-11 2009-04-07 University College Dublin Electrochromic device
JP3472810B2 (ja) 2000-09-22 2003-12-02 独立行政法人産業技術総合研究所 常温溶融塩を用いた湿式エレクトロクロミックデバイス
JP2002258327A (ja) * 2000-12-27 2002-09-11 Sony Corp エレクトロクロミック表示素子及びエレクトロデポジション型表示素子
EP1348045B1 (en) 2001-01-03 2007-03-14 Santa Fe Science & Technology, Inc. Stable conjugated polymer electrochromic devices incorporating ionic liquids
KR100823972B1 (ko) * 2001-03-26 2008-04-22 닛신보세키 가부시키 가이샤 이온성 액체, 축전 디바이스용 전해질염, 축전 디바이스용전해액, 전기 2중층 캐패시터, 및 2차 전지
US6635194B2 (en) 2001-08-28 2003-10-21 Gentex Corporation Electrochromic medium having a self-healing cross-linked polymer gel and associated electrochromic device
WO2003046653A1 (fr) 2001-11-29 2003-06-05 Nippon Oil Corporation Electrolyte et dispositif electrochromique
JP4135473B2 (ja) * 2002-11-07 2008-08-20 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
KR100467902B1 (ko) * 2002-11-26 2005-01-24 주식회사 엘지화학 전기변색소자용 고분자 전해질 및 그 제조방법
AU2003901144A0 (en) * 2003-03-13 2003-03-27 Monash University School Of Chemistry Room temperature ionic liquid electrolytes for lithium secondary batteries
KR100663032B1 (ko) 2004-09-21 2006-12-28 주식회사 엘지화학 공융혼합물을 포함하는 전해질 및 이를 이용한 전기 변색소자

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104134820A (zh) * 2007-01-16 2014-11-05 株式会社Lg化学 含有低共熔混合物的电解质及含有该电解质的二次电池
CN104134820B (zh) * 2007-01-16 2016-08-31 株式会社Lg化学 含有低共熔混合物的电解质及含有该电解质的二次电池
CN101747642B (zh) * 2008-12-05 2012-07-25 比亚迪股份有限公司 凝胶聚合物电解质和聚合物电池及其制备方法
CN102405549A (zh) * 2009-03-04 2012-04-04 株式会社Lg化学 包含酰胺化合物的电解质和含有所述电解质的电化学装置
CN102405549B (zh) * 2009-03-04 2014-05-21 株式会社Lg化学 包含酰胺化合物的电解质和含有所述电解质的电化学装置
CN102455560A (zh) * 2010-10-26 2012-05-16 介面光电股份有限公司 电致变色模块及具有该模块的立体成像显示装置
US9257235B2 (en) 2011-12-22 2016-02-09 National Synchrotron Radiation Research Center Electrochemical capacitor
CN107771351A (zh) * 2015-04-21 2018-03-06 罗地亚经营管理公司 固体聚合物电解质和包含其的电化学装置
CN113363575A (zh) * 2021-06-28 2021-09-07 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种磺酸基聚合物共熔体固态电解质及其制备方法
CN113363575B (zh) * 2021-06-28 2022-08-26 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 一种磺酸基聚合物共熔体固态电解质及其制备方法

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