[發明專利]一種利用靜電紡絲技術制備的無機納米顆粒復合材料及其制法與作為隔離膜應用于電池中

在審

• 申請號: 201710169547.8
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN107068951A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 王海輝;王瑩;王素清;丁力
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/0525;H01M10/054
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種利用靜電紡絲技術制備無機納米顆粒復合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將二酐和二胺在低溫下溶解于極性溶劑中，得到PAA溶液；

（2）將無機納米顆粒超聲分散在極性溶劑中，再加入步驟（1）所得到的PAA溶液中，得前驅體溶液；

（3）將步驟（2）所得前驅體溶液進行靜電紡絲，使無機納米顆粒紡入聚合物中；

（4）將步驟（3）所得產物熱處理，得到無機納米顆粒復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種利用靜電紡絲技術制備無機納米顆粒復合材料的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述二酐為均苯四甲酸二酐、偏苯三酸酐、二苯酮二酐、聯苯二酐、二苯醚二酐和六氟二酐中的一種；所述二胺為鄰苯二胺、二氰二胺、草酰二胺和對苯二胺中的一種；所述極性溶劑為DMF、DMAC、NMP或THF/甲醇混合溶劑。

3.根據權利要求1所述的一種利用靜電紡絲技術制備無機納米顆粒復合材料的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述溶解的條件為：在0~10℃下攪拌3~6小時；所述二酐與二胺的質量比為（1~1.2）：1。

4.根據權利要求1所述的一種利用靜電紡絲技術制備無機納米顆粒復合材料的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述的無機納米顆粒為SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、SnO₂和MgO中的一種以上，粒徑為5~15nm；所述的極性溶劑為DMF、DMAC、NMP或THF/甲醇混合溶劑。

5.根據權利要求1所述的一種利用靜電紡絲技術制備無機納米顆粒復合材料的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述超聲分散的時間為 1~3小時；所述無機納米顆粒在前驅體溶液中的質量百分比控制在5~20%。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（3）所述靜電紡絲是在噴絲器的推速為0.01~0.05mm/min，噴絲器與接收器電壓為10~20kv,噴絲器與接收器距離為10~30cm，溫度為0~15℃、濕度為5~ 20%的條件下，紡絲成膜。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（4）所述熱處理是在真空條件下，以2~5℃/min的速率升溫至300~350℃熱處理4~8小時。

8.由權利要求1~7任一項所述的方法制得一種無機納米顆粒復合材料。

9.權利要求8所述的一種無機納米顆粒復合材料作為隔離膜應用于電池中。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述電池為鋰離子電池、鋰硫電池或鈉離子電池。