Composite polymer electrolyte composition

H - Electricity – 01 – B

Patent

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H01B 1/06 (2006.01) C08L 101/00 (2006.01) H01G 9/035 (2006.01) H01M 8/02 (2006.01) H01M 8/10 (2006.01) H01M 14/00 (2006.01) H01M 10/40 (2006.01)

Patent

CA 2507438

A totally solid polymer electrolyte composition with high ionic conductivity and enhanced mechanical properties. This electrolyte composition is produced by polymerizing a monomer composition comprising a molten quaternary ammonium salt having a polymerizable functional group introduced therein and a charge transfer ion source in the presence of a polymeric reinforcing material. The polymeric reinforcing material can be formed into a composite of polymer blend morphology by dissolving the monomer composition and the reinforcing material in an appropriate organic solvent and polymerizing the solution. Alternatively, the composite can be obtained by impregnating a porous sheet or film as the reinforcing material with the monomer composition and effecting polymerization. An electrolyte for lithium ion battery can be obtained by selecting a lithium salt as the charge transfer ion source; an electrolyte for fuel cell by selecting a proton donor; and an electrolyte for dye sensitized solar cell by selecting a redox ion pair. A polymer electrolyte composition not containing the charge transfer ion source is also useful as an electrolyte for electrolytic capacitor.

Cette invention concerne une composition électrolytique polymère totalement solide présentant une haute conductivité ionique ainsi que des propriétés mécaniques renforcées. Cette composition électrolytique est produite selon un procédé consistant à polymériser une composition monomère renfermant un sel d'ammonium quaternaire fondu comprenant un groupe fonctionnel polymérisable introduit dans celui-ci et une source d'ions à transfert de charge en présence d'un matériau de renforcement polymère. Ce matériau de renforcement polymère peut être transformé en un composite de morphologie de mélange de polymères au moyen de la dissolution de la composition monomère et du matériau de renforcement dans un solvant organique approprié puis au moyen de la polymérisation de la solution. Dans une variante, le composite peut être obtenu selon un procédé consistant à imprégner de composition monomère une feuille ou une pellicule poreuse utilisée comme matériau de renforcement, puis à effectuer la polymérisation. On peut ainsi obtenir un électrolyte pour batterie au lithium-ion en sélectionnant un sel de lithium comme source d'ions à transfert de charge ; un électrolyte pour pile à combustible en sélectionnant un donneur de protons ; et un électrolyte pour pile solaire rendue sensible aux colorants en sélectionnant une paire d'ions redox. Une composition électrolytique polymère dépourvue de source d'ions à transfert de charge peut également servir d'électrolyte pour condensateur électrolytique.

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