CN112987425B - 一种电致变色器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电致变色器件，所述电致变色器件包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和第二电极之间的聚离子液体电解质和电致变色材料；所述聚离子液体电解质由含有不饱和双键的离子液体类单体与含有不饱和双键的非离子液体类单体聚合并交联而成。所述电致变色器件具有良好的循环性能、变色性能，能够形成薄膜或膜状产品，同时所需的还原电位较低。

Description

一种电致变色器件
技术领域
本发明涉及光电技术领域，尤其涉及一种电致变色器件。
背景技术
一般地说，电致变色器件是指由应用电场引起的电化学氧化还原反应发生颜色变化从而导致光传输特性改变的器件。常规的电致变色材料包括由S.K.Deb于1969年发现的氧化钨。此后，已研究了多种有机/无机材料的电致变色，并接着在智能视窗和显示技术领域中连续不断地开发与研究包括这些材料的电致变色器件的应用。
电致变色材料分为还原变色材料和氧化变色材料。还原变色材料是通过获得电子而变色的材料，且通常包括氧化钨。同时，氧化变色材料是通过失去电子而变色的材料，且通常包括氧化镍和氧化钴。其它电致变色材料包括诸如Ir(OH)x、MoO3、V2O5、TiO2等的无机金属氧化物和诸如PEDOT(聚3,4-亚乙二氧基噻吩)、聚吡咯、聚苯胺、聚薁、聚噻吩、聚吡啶、聚吲哚、聚咔唑、聚吖嗪、聚苯醌等的导电聚合物以及诸如紫精(viologen)、蒽醌、吩噻嗪等的有机电致变色材料。
当电解质中存在的锂离子或氢离子掺入上述无机金属氧化物时，该无机金属氧化物发生颜色变化。相反，如下面的化学式1所示，例如聚苯胺的导电聚合物在完全还原态下呈现淡黄色，而其在通过氧化反应掺入阴离子的状态下呈现蓝色。根据这种导电聚合物的类型，可以实现多种颜色。
[化学式1]
Figure BDA0002976536490000021
电致变色是指在外加电压作用下材料的透过率、吸收率、反射率等发生稳定可逆的颜色变化的现象，肉眼可见表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。
除了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诸如由下面化学式2表示的4,4’-双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(淡黄色)，各氧化态呈现不同的颜色。
[化学式2]
Figure BDA0002976536490000022
同时，专利申请US5441827A(Graetzel等人)披露了一种具有高效率和高响应速率的器件，该器件通过在金属氧化物纳米微粒烧结得到的纳米多孔薄膜电极的表面上涂敷具有电化学活性的有机紫精化合物作为单层而制造。另外，该器件使用锂盐和诸如γ-丁内酯和丙烯碳酸酯的有机溶剂的混合物作为液体电解质。然而，使用含有机溶剂的液体电解质的器件具有的缺点在于：猝灭率较低，猝灭后出现残留图像以及有机材料在重复的显色/猝灭循环过程中容易分解。而且，因为该器件使用了含有机溶剂的液体电解质，其具有另外的缺点在于：会发生电解质的蒸发和消耗，电解质会从器件中泄漏而引起对环境不利的问题，以及无法形成薄膜和膜状产品。
专利申请CN107739340A(赵强等人)披露了一类新型含咪唑类电解质制备方法及其在电致发光变色器件领域中的应用。该类材料是咪唑类电解质，合成步骤简单、条件温和，材料具有高导电性，热稳定性，高机械强度，双咪唑盐阳离子聚离子液体比单咪唑阳离子液体的电导率和扩散系数要高，接近于离子液体液态电解质。另外，咪唑环阳离子上π-π结构在电池中更有利于电荷的传输.双咪唑盐阳离子聚离子液体可以在液态离子液体中形成一种聚离子液体纳米通道，因而更适合于固态器件等方面的实际应用，而不太适用于液态及凝胶态器件中。
专利申请US6667825A(Wen Lu等人)披露了一种使用导电聚合物和诸如不含路易斯酸的[BMIM][BF4]的离子液体分别作为电极和电解质的电致变色器件。使用不含路易斯酸的离子液体导致电致变色器件的稳定性和寿命的提高。另外，可以解决，至少部分地解决基于有机溶剂的液体电解质和含路易斯酸的离子液体电解质面临的问题，即猝灭后残留图像、电解质分解等问题。然而，因为根据专利申请CN6667825A的电致变色器件使用离子液体作为液体电解质，所以依然存在电解质可能发生泄漏以及无法形成薄膜和膜状产品。
本领域亟待开发一种新型的电致变色器件，解决现有技术中电致变色器件循环稳定性能不良、变色性能不佳以及无法形成薄膜和膜状产品的问题。另外，亟待解决现有技术的聚合物电解质电导率极低、降低电致变色器件所需的还原电位的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种电致变色器件。所述电致变色器件具有良好的循环性能、变色性能，能够形成薄膜或膜状产品，同时所需的还原电位较低。
为达此目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种电致变色器件，所述电致变色器件包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和第二电极之间的聚离子液体电解质和电致变色材料；
所述聚离子液体电解质由含有不饱和双键的离子液体类单体与含有不饱和双键的非离子液体类单体聚合并交联而成。
本发明中，离子液体类单体指的是本身为离子液体，或者经过处理后可以转变为离子液体的单体(称之为离子液体前驱体)，非离子液体类单体则与之相对。
本发明在电致变色器件中采用由上述两类单体聚合并交联而成的聚离子液体电解质，该聚离子液体电解质拥有离子液体和聚合物的优良性能，高导电性能，高热稳定性，机械强度，良好循环性能和使用寿命。相较于使用常规的液体电解质，能够提高电致变色器件的循环性能和变色性能，且能够形成薄膜或膜状产品，得到的电致变色器件所需的还原电位较低。
另外，因为所述聚离子液体具有较高的电流密度(0.5-40mA)，所以即使表现为聚合物的形式，也可以提供与液体电解质的性能可比的性能。
更具体地说，因为电化学反应是由电子或离子的移动引起的，所以电致变色器件的响应速率由电流强度、离子浓度和离子移动速度所决定。
当使用上述聚离子液体电解质时，通过电荷发生颜色变化的电致变色器件(例如，使用诸如紫精的有机化合物或导电聚合物作为电极材料的电致变色器件)在响应速率、电解质稳定性和循环稳定性方面提供可改进更多的效果。
优选地，所述电致变色材料包括无机金属氧化物、导电聚合物或有机小分子化合物中的任意一种或至少两种组合。
优选地，所述无机金属氧化物包括WO3、MoO3、V2O5、TiO2或NiO中的任意一种或至少两种组合。
优选地，所述导电聚合物包括聚吡咯、聚苯胺、聚薁、聚吡啶、聚吲哚、聚咔唑、聚吖嗪或聚噻吩中的任意一种或至少两种组合。
优选地，所述有机小分子化合物包括紫精、蒽醌或吩噻嗪中的任意一种或至少两种组合。
优选地，所述聚离子液体电解质的平均分子量Mn为300g/mol-50000g/mol，例如400g/mol、500g/mol、1000g/mol、2000g/mol、5000g/mol、8000g/mol、10000g/mol、15000g/mol、20000g/mol、25000g/mol、30000g/mol、35000g/mol、40000g/mol、45000g/mol等。
优选地，所述聚离子液体电解质的制备方法包括：使含有不饱和双键的离子液体类单体与含有不饱和双键的非离子液体类单体在引发剂的作用下进行聚合反应，再在交联剂的存在下进行交联反应，得到所述聚离子液体电解质。
所述聚离子液体电解质聚合过程简单，易于合成，可以是凝胶态、固态形式。因此，该聚离子液体电解质可以提高电致变色器件的循环稳定性、变色性能以及成膜性和导电性，而且有助于在电致变色器件的制造过程中使加工和处理更容易。
由于聚离子液体具有良好的电导率和稳定的电化学性能，同时也具备聚合物的特性。另外，不同的交联程度可以改变聚离子液体电解质电致变色器件的还原电位，可聚合单体的加入更进一步提高了聚离子液体的性能。因此将聚离子液体应用到电致响应高分子中无疑可以优化聚合物体系的结构，同时提高了聚合物响应性的稳定性能、导电性、循环稳定性和使用寿命。
在本发明的优选技术方案中，本发明的聚合反应可以通过加热或UV辐照进行。另外，聚合物电解质的形成在热聚合反应的情况下取决于聚合时间和聚合温度，或在UV聚合反应情况下取决于辐照剂量。通常，聚合时间范围为约20-60分钟，以及热聚合温度范围为30-90℃。
在本发明的优选技术方案中，含有不饱和双键的离子液体类单体、含有不饱和双键的非离子液体类单体和引发剂的重量比(x:y:z)为(0.5-0.95):(0.05-0.5):(0.00-0.05)，条件为x+y+z＝1。更优选的是，x为0.6-0.95，y为0.05-0.4以及z为0.00-0.03。
尽管在溶剂的选择上没有特别的限制，但溶剂的非限制性例子包括甲苯、丙酮、乙腈、THF等。另外，在除去溶剂的方法上没有特别限制，可以使用任何常规的加热方法。
优选地，所述离子液体类单体包括含有不饱和双键的离子液体前驱体和/或含有不饱和双键的离子液体。
优选地，所述含有不饱和双键的离子液体前驱体包括1-乙烯基咪唑、1-乙烯基-3-烷基咪唑、1-烯丙基-3-烷基咪唑、1-烯丙基-3-乙烯基咪唑、N-甲基-4-乙烯基-哌啶、或2-乙烯基-2-噁唑啉的任意一种或至少两种组合。
优选地，所述含有不饱和双键的离子液体中的阳离子包括咪唑鎓、噁唑鎓、哌啶鎓、吡嗪鎓、吡唑鎓、哒嗪鎓、吡啶鎓、嘧啶鎓、吡咯烷鎓、吡咯啉鎓、吡咯鎓、噻唑鎓或三唑鎓中的任意一种或至少两种组合。
优选地，所述含有不饱和双键的离子液体中的阴离子包括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、(CF3CF2SO3 －)2、(CF3SO3)2N－、CF3CF2(CF3)2CO－、(CF3SO2)2CH－、(SF5)3C－、(CF3SO2)3C－、CF3(CF2)7SO3 －、CF3CO2 －或CH3CO2 －中的任意一种或至少两种组合，其中，R为C1-C9的烷基或苯基。
优选地，所述含有不饱和双键的非离子液体类单体包括非离子液体类乙烯基单体。
本发明优选含有不饱和双键的非离子液体类单体包括非离子液体类乙烯基单体，乙烯基单体具有的优点在于：其与离子液体混合后可以提供透明的聚合产物提高了响应性的稳定性能、导电性、循环稳定性和使用寿命以及其可简化聚合条件。
优选地，所述非离子液体类乙烯基单体包括丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯腈、甲基苯乙烯、乙烯基酯、氯乙烯、1,1-二氯乙烯、丙烯酰胺、四氟乙烯、乙酸乙烯酯、甲基乙烯基酮、乙烯、苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、对-氰基苯乙或丙烯酸中的任意一种或至少两种组合。
非离子液体类乙烯基单体优选的是，能够与离子液体通过聚合反应形成聚合物的单体在聚合时体积收缩较小，并且允许在电致变色器件内侧进行原位聚合反应。
优选地，所述引发剂包括有机过氧化物、有机过氧化氢物或偶氮化合物中的任意一种或至少两种组合。
优选地，所述有机过氧化物包括过氧化苯甲酰、过氧化乙酰或过氧化二月桂酰中的任意一种或至少两种组合。
优选地，所述有机过氧化氢物包括枯基过氧化氢和/或过氧化氢。
优选地，所述偶氮化合物包括2,2-偶氮二(2-氰基丁烷)、2,2-偶氮二(甲基丁腈)、偶氮二异丁腈(AIBN)或偶氮二(二甲基戊腈)(AMVN)中的任意一种或至少两种组合。
上述引发剂在30℃-90℃范围内的合适温度下分解形成自由基，然后通过自由基聚合反应与单体反应形成胶凝聚合物电解质。也可以不使用任何引发剂进行单体的聚合反应。一般而言，自由基聚合反应包括以下步骤：形成瞬态分子和具有强活性的活性点的起始步骤；将单体加入至活性链的末端以在该链末端形成另外的活性点的增长步骤；活性点转移至其它分子的链转移步骤；以及活性链中间断裂的终止步骤。
优选地，所述交联剂包括1,6-二溴己烷、二乙烯基苯、二异氰酸酯或N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种或至少两种组合。
优选地，所述聚离子液体电解质包括咪唑类聚离子液体电解质。
优选地，所述聚离子液体电解质包括式I、式II或式III所示的聚合物中的任意一种或至少两种组合：
Figure BDA0002976536490000081
所述R1选自含有1～9个碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述R2选自含有1～9个碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述R3选自含有1～9个碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述L选自1,6-二溴己烷、二乙烯基苯、二异氰酸酯或N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种；
所述m为10-5000的整数，例如50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000等，所述n为10-5000的整数，例如50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000等；
所述X选自Br－、PF6 －或TFSI－。
优选地，所述聚离子液体电解质包括如下聚合物中的任意一种或至少两种组合；
Figure BDA0002976536490000091
所述R1选自含有1～9碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述R2选自含有1～9碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述R3选自含有1～9碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述m为10-5000整数，例如50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000等，所述n为10-5000整数，例如50、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000等；
所述X选自Br－、PF6 －或TFSI－。
优选地，所述聚离子液体电解质和电致变色材料的质量比为1:(0.05-100)，例如1:0.1、1:1、1:2、1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30、1:35、1:40、1:45、1:50、1:55、1:60、1:65、1:70、1:75、1:80、1:85、1:90、1:95等。
本发明中，所述聚离子液体电解质可以通过常规方法制备得到，本发明对其制备方法不做具体限定，仅示例性地提供以上三种代表性聚离子液体电解质的代表合成路径，具体如下：
(1)式I的合成方法：
Figure BDA0002976536490000101
上述R1、m和n具有与式I中相同的意义。
或者，合成方法如下：
Figure BDA0002976536490000111
上述R1、m和n具有与式I中相同的意义，所述R4选自含有1～9碳原子的饱和烷基中的任意一种。
(2)式II的合成方法：
Figure BDA0002976536490000112
上述R1、R2、m和n具有与式II中相同的意义。
(3)式III的合成方法：
Figure BDA0002976536490000121
上述R1、R2、R3、m和n具有与式III中相同的意义，所述R5选自含有1～9碳原子的饱和烷基中的任意一种。
除了上述材料之外，根据本发明的聚离子液体电解质可任选地进一步包括本领域技术人员已知的其它添加剂。
在本发明的优选技术方案中，所述第一电极和第二电极各自独立地设置在透明或半透明基板上。
相较于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1)聚合物起到保持聚离子液体形成交联体，具有一定的粘结作用，因此可以解决电解质泄漏的问题，并允许薄膜的形成和加工成膜状产品。
2)因为与常规基于有机溶剂的电解质相比，聚离子液体电解质具有更高的离子浓度，所以电致变色器件的显色/猝灭率较高。
3)因为聚离子液体具有10-2～10-6S/cm的高离子电导率，所以电致变色器件的响应速率与使用液体电解质的电致变色器件的响应速率可比。
4)聚离子液体具有较宽的电化学窗口，因此与基于有机溶剂的电解质相比，显示出较低的电解质分解的可能性。
5)因为该器件使用非常稳定聚离子液体电解质，所以可以减少电致变色器件中的副反应。
6)聚离子液体电解质不具有蒸汽压，因此不存在与电解质的蒸发和消耗相关的问题。
附图说明
图1是本发明合成例1制备得到的聚离子液体I的1HNMR谱图。
图2是本发明合成例1制备得到的聚离子液体I的DSC分析图。
图3是本发明合成例1制备得到的聚离子液体I的红外分析图。
图4是本发明合成例2制备得到的聚离子液体I的红外分析图。
图5是本发明合成例3制备得到的聚离子液体I的红外分析图。
图6是本发明实施例1制备的电致变色器件在不同交联下电压的变化。
具体实施方式
为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明具体实施方式中通过核磁共振(NMR)、色质联机(GC-MS)表征该类电解质材料结构，通过差示扫描量热仪(DSC)分析的测试，详细研究电解质的热稳定性。
合成例1
聚离子液体电解质I的制备：
Figure BDA0002976536490000141
(1)在乙醇溶液中，通过1-乙烯基咪唑和丙烯腈单体投料摩尔比为1：0.8，其在60℃在氮气气氛下反应24小时反应，产物通过己烷沉降来纯化，然后用乙醚洗涤后在50℃真空干燥24小时得到聚丙烯腈-co-1-乙烯基咪唑聚合物。
结构表征：
GPC测定分子量为：Mn＝9832g/mol；
核磁数据：1H-NMR(δH,ppm,DMSO-d):7.52-6.62(m,3H),4.05-3.55(m,2H),2.27-1.45(m,6H),1.45(m,2H),1.24(m,2H)0.87(m,3H).
上述聚丙烯腈-co-1-乙烯基咪唑聚合物的离子电导率在室温下约为10-3S/cm。
(2)将步骤(1)中得到的聚丙烯腈-co-1-乙烯基咪唑聚合物与1,6-二溴己烷混合，在60℃下乙醇溶液中通过离子交换以500R/min搅拌进行交联反应，得到所述聚离子液体电解质I。
本实施例得到的聚离子液体电解质I的1HNMR谱如图1所示，DSC测试结果如图2所示，红外分析测试结果如图3所示。
上述聚离子液体电解质I的离子电导率在室温下约为10-3S/cm。
合成例2
聚离子液体电解质II的制备：
Figure BDA0002976536490000151
(1)在乙醇溶液中，通过1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐和甲基丙烯酸甲酯投料摩尔比为1：0.5，其在60℃在氮气气氛下反应24小时反应，产物通过己烷沉降来纯化，然后用乙醚洗涤后在50℃真空干燥24小时得到聚甲基丙烯酸甲酯-co-1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐聚合物。
结构表征：
红外分析谱图如图4所示；
GPC测定分子量为Mn＝10223g/mol；
核磁数据：1H-NMR(δH,ppm,CDCl3):7.92(m,1H),7.97(m,1H),3.71-1.60(m,5H),3.64(m,3H),2.23(m,3H),1.27(m,3H).
上述聚甲基丙烯酸甲酯-co-1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐聚合物的离子电导率在室温下约为2×10-3S/cm。
(2)将步骤(1)中得到的聚甲基丙烯酸甲酯-co-1-乙烯基-3-丁基咪唑溴盐聚合物与1,6-二溴己烷混合，在60℃下乙醇溶液中通过离子交换以500R/min搅拌进行交联反应，得到所述聚离子液体电解质II。
上述聚离子液体电解质II的离子电导率在室温下约为2.3×10-3S/cm。
合成例3
聚离子液体电解质III的制备：
Figure BDA0002976536490000161
(1)在乙醇溶液中，通过1-丙烯基-3-甲基咪唑溴盐和苯乙烯投料摩尔比为1：0.4，其在60℃在氮气气氛下反应24小时反应，产物通过己烷沉降来纯化，然后用乙醚洗涤后在50℃真空干燥24小时得到聚苯乙烯-co-1-丙烯基-3-甲基咪唑溴盐。
结构表征：
红外分析谱图如图5所示；
GPC测定分子量为Mn＝10489g/mol；
核磁数据：1H-NMR(δH,ppm,DMSO-d):7.92(m,1H),7.28-7.10(m,6H),6.78(m,1H),3.72-3.52(m,3H),2.55-1.49(m,6H).
上述聚苯乙烯-co-1-丙烯基-3-甲基咪唑溴盐聚合物的离子电导率在室温下约为3.5×10-3S/cm。
(2)将步骤(1)中得到的聚苯乙烯-co-1-丙烯基-3-甲基咪唑溴盐聚合物与1,6-二溴己烷混合，在60℃下乙醇溶液中通过离子交换以500R/min搅拌进行交联反应，得到所述聚离子液体电解质III。
上述聚离子液体电解质III的离子电导率在室温下约为3.7×10-3S/cm。
实施例1
本实施例提供一种电致变色器件，所述电致变色器件包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和第二电极之间的合成例1的聚离子液体电解质I和电致变色材料，第一电极和第二电极均为透明基板，电致变色材料为乙基紫精化合物。
上述电致变色器件的制备方法如下：
在实施例1的聚离子液体电解质I中加入R基(其中R为碳原子数1～9的烷基对称或不对称基团)紫精化合物，40℃下溶解并搅拌10小时后，通过刮膜法把混合后的浆料涂抹到第一电极上，并盖上第二电极，并使用密封剂密封，得到电致变色器件。
本实施例的电致变色器件呈现深蓝色，并表现出29％的透过率。褪色时，该电致变色器件为透明的，并表现出77％透过率，器件的光学对比度为52％，循环2000次后透过率基本不变。
本实施例提供的电致变色器件的工作电压的变化如图6所示，图中显示工作电压有所减少，证明聚离子液体的加入是有于降低电压。
实施例2
与实施例1的区别仅在于，将合成例1的聚离子液体电解质I替换为合成例2的聚离子液体电解质II。
性能测试数据：电致变色器件呈现深蓝色，并表现出33％的透过率。褪色时，该电致变色器件为透明的，并表现出78％透过率，器件的光学对比度为45％，循环3000次后透过率基本不变。
实施例3
与实施例1的区别仅在于，将合成例1的聚离子液体电解质I替换为合成例3的聚离子液体电解质III。
性能测试数据：电致变色器件呈现深蓝色，并表现出43％的透过率。褪色时，该电致变色器件为透明的，并表现出76％透过率，器件的光学对比度为33％，循环1500次后透过率基本不变。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，将合成例1的聚离子液体电解质I替换为合成例1中步骤(1)得到的聚丙烯酸类-乙烯基咪唑聚合物。
本对比例的电致变色器件呈现蓝色，并表现出40％的透过率。褪色后，该电致变色器件为轻微不透明的，并表现出76％的透过率，器件的光学对比度为36.5％，循环2000次后透过率基本不变。
通过对比实施例1和对比例1可知，采用交联后的聚离子液体电解质的电致变色器件的透过率差和光学对比度相比于采用未交联的情况(对比例1)更高，且循环2500次以上透过率基本不变。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (20)

1.一种电致变色器件，其特征在于，所述电致变色器件包括第一电极、第二电极以及设置在所述第一电极和第二电极之间的聚离子液体电解质和电致变色材料；
所述聚离子液体电解质由含有不饱和双键的离子液体类单体与含有不饱和双键的非离子液体类单体聚合并交联而成；
所述聚离子液体电解质包括式I、式II或式III所示的聚合物中的任意一种或至少两种组合：
Figure FDA0003909800160000011
所述R1选自含有1～9个碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述R2选自含有1～9个碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述R3选自含有1～9个碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述L选自1,6-二溴己烷、二乙烯基苯、二异氰酸酯或N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种；
所述m为10-5000的整数，所述n为10-5000的整数；
所述X选自Br－、PF6 －或TFSI－。
2.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述电致变色材料包括无机金属氧化物、导电聚合物或有机小分子化合物中的任意一种或至少两种组合。
3.根据权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于，所述无机金属氧化物包括WO3、MoO3、V2O5、TiO2或NiO中的任意一种或至少两种组合。
4.根据权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于，所述导电聚合物包括聚吡咯、聚苯胺、聚薁、聚吡啶、聚吲哚、聚咔唑、聚吖嗪或聚噻吩中的任意一种或至少两种组合。
5.根据权利要求2所述的电致变色器件，其特征在于，所述有机小分子化合物包括紫精、蒽醌或吩噻嗪中的任意一种或至少两种组合。
6.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述聚离子液体电解质的平均分子量Mn为300g/mol-50000g/mol。
7.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述聚离子液体电解质的制备方法包括：使含有不饱和双键的离子液体类单体与含有不饱和双键的非离子液体类单体在引发剂的作用下进行聚合反应，再在交联剂的存在下进行交联反应，得到所述聚离子液体电解质。
8.根据权利要求7所述的电致变色器件，其特征在于，所述离子液体类单体包括含有不饱和双键的离子液体前驱体和/或含有不饱和双键的离子液体。
9.根据权利要求8所述的电致变色器件，其特征在于，所述含有不饱和双键的离子液体前驱体包括1-乙烯基咪唑、1-乙烯基-3-烷基咪唑、1-烯丙基-3-烷基咪唑、1-烯丙基-3-乙烯基咪唑、N-甲基-4-乙烯基-哌啶或2-乙烯基-2-噁唑啉中的任意一种或至少两种组合。
10.根据权利要求8所述的电致变色器件，其特征在于，所述含有不饱和双键的离子液体中的阳离子包括咪唑鎓、噁唑鎓、哌啶鎓、吡嗪鎓、吡唑鎓、哒嗪鎓、吡啶鎓、嘧啶鎓、吡咯烷鎓、吡咯啉鎓、吡咯鎓、噻唑鎓或三唑鎓中的任意一种或至少两种组合。
11.根据权利要求8所述的电致变色器件，其特征在于，所述含有不饱和双键的离子液体中的阴离子包括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、(CF3CF2SO3 －)2、(CF3SO3)2N－、CF3CF2(CF3)2CO－、(CF3SO2)2CH－、(SF5)3C－、(CF3SO2)3C－、CF3(CF2)7SO3 －、CF3CO2 －或CH3CO2 －中的任意一种或至少两种组合，其中，R为C1-C9的烷基或苯基。
12.根据权利要求7所述的电致变色器件，其特征在于，所述含有不饱和双键的非离子液体类单体包括非离子液体类乙烯基单体。
13.根据权利要求12所述的电致变色器件，其特征在于，所述非离子液体类乙烯基单体包括丙烯腈、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯腈、甲基苯乙烯、乙烯基酯、氯乙烯、1,1-二氯乙烯、丙烯酰胺、四氟乙烯、乙酸乙烯酯、甲基乙烯基酮、乙烯、苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、对-氰基苯乙或丙烯酸中的任意一种或至少两种组合。
14.根据权利要求7所述的电致变色器件，其特征在于，所述引发剂包括有机过氧化物、有机过氧化氢物或偶氮化合物中的任意一种或至少两种组合。
15.根据权利要求14所述的电致变色器件，其特征在于，所述有机过氧化物包括过氧化苯甲酰、过氧化乙酰或过氧化二月桂酰中的任意一种或至少两种组合。
16.根据权利要求14所述的电致变色器件，其特征在于，所述有机过氧化氢物包括枯基过氧化氢和/或过氧化氢。
17.根据权利要求14所述的电致变色器件，其特征在于，所述偶氮化合物包括2,2-偶氮二(2-氰基丁烷)、2,2-偶氮二(甲基丁腈)、偶氮二异丁腈或偶氮二(二甲基戊腈)中的任意一种或至少两种组合。
18.根据权利要求7所述的电致变色器件，其特征在于，所述交联剂包括1,6-二溴己烷、二乙烯基苯、二异氰酸酯或N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的任意一种或至少两种组合。
19.根据权利要求1所述的电致变色器件，其特征在于，所述聚离子液体电解质包括如下聚合物中的任意一种或至少两种组合；
Figure FDA0003909800160000041
所述R1选自含有1～9碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述R2选自含有1～9碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述R3选自含有1～9碳原子的饱和烷基中的任意一种；
所述m为10-5000的整数，所述n为10-5000的整数；
所述X选自Br－、PF6 －或TFSI－。
20.根据权利要求1-19中任一项所述的电致变色器件，其特征在于，所述聚离子液体电解质和电致变色材料的质量比为1:(0.05-100)。
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