[發明專利]一種聚合物-木質素復合材料纖維膜的制備方法和應用

在審

• 申請號: 201510581383.0
• 申請日: 2015-09-10
• 公開（公告）號: CN105070870A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 時志強;趙曼;種傳賓;成方;于學文;張進
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種聚合物-木質素復合材料纖維膜，其是由靜電紡絲法并進一步熱壓制備得到的；其特征是：所述的復合材料纖維膜是由聚合物材料與木質素材料復合構成；其中：聚合物材料在復合材料纖維膜中的質量百分比含量為30-90％，木質素材料在復合材料纖維膜中的質量百分比含量為10-70％；

所述的復合材料纖維膜，其厚度為20-40μm，孔隙率為40-80％，拉伸強度為20-60MPa。

2.根據權利要求1所述的聚合物-木質素復合材料纖維膜，其特征是：所述的聚合物材料選自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯睛(PAN)、聚氧化乙烯(PEO)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共聚物中的任意一種或是其中任意兩種的共混物。

3.一種根據權利要求1-2任意一項所述的聚合物-木質素復合材料纖維膜的制備方法，其特征是：該方法包括以下步驟：

1)復合紡絲溶液的配制

將聚合物材料溶解于有機溶劑中，在溫度為40-60℃下攪拌后得到聚合物溶液，其中，聚合物溶液中聚合物材料的質量濃度為7-15％；將木質素材料在不斷攪拌下加入到上述聚合物溶液中，得到均勻溶液；

2)制備聚合物-木質素復合材料纖維膜

將步驟1)制備的復合紡絲溶液置于靜電紡絲設備的注液裝置中；將通過原料輸送管線與所述的注液裝置相連通的噴絲頭固定好，并將所述的噴絲頭與接收裝置之間的距離調節為10-25cm，在溫度為20-40℃下進行共混紡絲；其中，共混紡絲溶液在注射泵的作用下以0.5-7ml/h的速度注入所述的噴絲頭中，在所述的噴絲頭與接地的所述的接收裝置之間施加15-30kV的直流高壓電場，共混紡絲溶液在電場力的作用下在所述的噴絲頭的尖端裂分并產生射流，在所述的接收裝置上得到復合纖維膜，干燥，熱壓，最終得到所述的復合纖維膜。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征是：所述的聚合物材料選自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯睛(PAN)、聚氧化乙烯(PEO)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共聚物中的任意一種或是其中任意兩種的共混物。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征是：所述的有機溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、四氫吠喃中的任意一種或者任意二種的混合物。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征是，所述的靜電紡絲的設備是不銹鋼單噴絲頭的靜電紡絲裝置、不銹鋼多噴絲頭的靜電紡絲裝置或經緯雙向的不銹鋼多噴絲頭的靜電紡絲裝置；所述的靜電紡絲接收裝置為鋁箔、鐵板、鐵網、銅網、鐵滾筒、鋁滾筒和非織造材料中的一種或兩種以上。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征是，所述的干燥步驟中的真空干燥箱溫度為50-120℃，干燥時間為12-63h。

8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征是，所述的熱壓步驟中的壓力為10-50Mpa，熱壓溫度為50-200℃，壓力持續時間為0.01h-1h。

9.一種鋰離子電池，包括：正極，負極，電池隔膜和電池殼；所述隔膜為權利要求1中所述的隔膜。