[發明專利]無機添加劑聚輪烷型隔膜及其在電池中應用

有效

• 申請號: 202010085783.3
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111276660B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 童慶松;童君開;高鋒
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/414;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1.一種無機添加劑聚輪烷型隔膜，其特征在于：

所述的無機添加劑聚輪烷型隔膜是聚輪烷型液態電池隔膜和聚輪烷型電解質隔膜；

所述的無機添加劑聚輪烷型隔膜由直線型聚合物、環糊精型基團分子及封端聚合物組成，而且直線型聚合物穿過環糊精型基團的內腔疏水部分；

所述的無機添加劑聚輪烷型隔膜同時滿足以下要求：熔點在185～300℃的范圍內，孔隙率在10～92%的范圍內，吸液率在10～95%的范圍內，最大抗拉強度在4.33～12 MPa范圍內；

所述的無機添加劑聚輪烷型隔膜同時滿足以下要求：在LiPF₆濃度1.0 mol L^-1的重量比1:1:1的碳酸乙二酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯混合電解液的電導率在2×10^-5～2×10^-3S cm^-1的范圍內，其電化學穩定窗口在2～5 V （vs. Li⁺/Li）的范圍內；

所述的直線型聚合物是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙二醇，或是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙二醇的硫、氯或氟的取代物；

所述的封端聚合物是聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯。

2.根據權利要求1所述的無機添加劑聚輪烷型隔膜，其特征在于所述的聚輪烷型液態電池隔膜由直線型聚合物、環糊精型基團分子、封端聚合物及無機添加劑組成，其中：

（1）所述的直線型聚合物、環糊精型基團分子與無機添加劑的重量比在1:（0.1～10）:（0.01～2）的范圍內；

（2）所述的環糊精型基團分子是α、β或γ型環糊精，或是環糊精表面醇羥基的醚化、酯化、氧化、交聯等反應產物或是環糊精的氯、氟的取代物；

（3）所述的無機添加劑是三氧化二鋁、沸石、二氧化鈦、氧化硼、氧化鎂、二氧化硅、二氧化錫、石墨烯、碳納米管、還原石墨烯或氧化鋇;

（4）所述的直線型聚合物的分子量在3000～100000的范圍內；所述的封端聚合物的分子量在50000～2000000的范圍內；

（5）所述的聚輪烷型液態電池隔膜的制備步驟如下：

將直線型聚合物、環糊精型基團分子及封端聚合物在加熱攪拌的條件下分別溶于液態溶劑中，分別制得直線型聚合物、環糊精型基團分子及封端聚合物的液態溶液；將直線型聚合物的液態溶液與環糊精型基團分子的液態溶液混合，加熱和攪拌5～48h；使得直線型聚合物穿過環糊精型基團的內腔疏水部分；加入封端聚合物的液態溶液，加熱和攪拌5～48h，對直線型聚合物的兩端進行封口；再加入無機添加劑和造孔劑；加熱和攪拌5～48h；直到溶液呈透明狀，得到流延溶液；將流延溶液在玻璃板上流延成膜；真空干燥得到初成膜；將初成膜浸泡在去離子水中，超聲處理使初成膜形成孔洞，再次真空干燥，得到有孔膜；將制備的有孔膜裝配液態電池。