[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202010085783.3
• 申請日: 2020-02-11
• 公開（公告）號: CN111276660B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童慶松;童君開;高鋒
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)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(tài)電池隔膜和聚輪烷型電解質(zhì)隔膜；

所述的無機添加劑聚輪烷型隔膜由直線型聚合物、環(huán)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(huán)糊精型基團的內(nèi)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(nèi)，孔隙率在10～92%的范圍內(nèi)，吸液率在10～95%的范圍內(nèi)，最大抗拉強度在4.33～12 MPa范圍內(nèi)；

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(nèi)，其電化學穩(wěn)定窗口在2～5 V （vs. Li⁺/Li）的范圍內(nèi)；

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(jù)權(quán)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(tài)電池隔膜由直線型聚合物、環(huán)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(huán)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(nèi)；

（2）所述的環(huán)糊精型基團分子是α、β或γ型環(huán)糊精，或是環(huán)糊精表面醇羥基的醚化、酯化、氧化、交聯(lián)等反應產(chǎn)物或是環(huán)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(nèi)；所述的封端聚合物的分子量在50000～2000000的范圍內(nèi)；

（5）所述的聚輪烷型液態(tài)電池隔膜的制備步驟如下：

將直線型聚合物、環(huán)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(tài)溶劑中，分別制得直線型聚合物、環(huán)糊精型基團分子及封端聚合物的液態(tài)溶液；將直線型聚合物的液態(tài)溶液與環(huán)糊精型基團分子的液態(tài)溶液混合，加熱和攪拌5～48h；使得直線型聚合物穿過環(huán)糊精型基團的內(nèi)腔疏水部分；加入封端聚合物的液態(tài)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(tài)電池。