[發(fā)明專利]用于金屬二次電池的纖維素基復(fù)合隔膜及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110741561.7
• 申請(qǐng)日: 2021-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN113506951A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱玉松;傅梗桂;秦賽男;王雨琦;安瑩;曾志連
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 丹陽欣信新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M50/446
• 分類號(hào): H01M50/446;H01M50/403;H01M10/0565;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.用于金屬二次電池的纖維素基復(fù)合隔膜，特征在于：將聚合物基體高分子材料或該高分子材料與無機(jī)填料混合物的均聚物、共聚物或共混物通過各種制備方法進(jìn)行復(fù)合，制得聚合物電解質(zhì)隔膜，將隔膜吸收一定電解液后得到凝膠聚合物電解質(zhì)或固態(tài)聚合物電解質(zhì)應(yīng)用于金屬二次電池。

2.如權(quán)利要求1所述的于金屬二次電池的纖維素基復(fù)合隔膜，其特征在于：所述制備方法包括但不限于靜電紡絲法、同軸靜電紡絲法、多軸靜電紡絲法、熱壓法、輥壓法、冷凍干燥法、原位聚合法、相轉(zhuǎn)化法、流延法或膜支撐法。

3.如權(quán)利要求1所述的于金屬二次電池的纖維素基復(fù)合隔膜，其特征在于：所述的高分子材料包括天然纖維素、纖維素改性物或纖維素衍生物的一種或多種，還包括聚腈、聚酯、聚醚、含氟聚烯烴、聚碳酸酯、聚胺、天然多糖及其衍生物的一種或多種與天然纖維素、纖維素改性物或纖維素衍生物一種或多種的共混或共聚物；所述的無機(jī)填料包括但不限于本身不傳導(dǎo)離子的無機(jī)填料、金屬有機(jī)骨架和粘土礦物和可傳導(dǎo)離子的無機(jī)填料；所述的金屬二次電池包括但不限于鋅電池、鋰電池、鈉電池、鉀電池、鎂電池或鋁電池。

4.用于金屬二次電池的隔膜制備方法，其特征在于以下步驟：

(1)將高分子材料或高分子材料與無機(jī)填料混合物和填料溶解于溶劑中得到均一溶液；

(2)通過靜電紡絲法、同軸靜電紡絲法、多軸靜電紡絲法、熱壓法、輥壓法、冷凍干燥法、原位聚合法、相轉(zhuǎn)化法、流延法或膜支撐法制得隔膜；

(3)將步驟(2)得到的隔膜置于真空干燥箱中，在20～120℃條件下干燥，去除痕量溶劑或水；

(4)將干燥后的步驟(3)得到的膜浸泡在電解液中1分鐘至24小時(shí)得到聚合物電解質(zhì)，或直接將固態(tài)電解質(zhì)隔膜用于金屬二次電池。

5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟(1)所述的溶劑為可溶解聚合物材料的無毒或低毒溶劑，包括但不限于超純水、丙酮、甲酸、乙酸、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、碳酸酯、二甲亞砜中的一種或多種的混合物。

6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟(2)中，所有電紡絲膜均為電紡絲機(jī)上制得，電壓范圍-500KV至+500KV，冷凍干燥膜均用冷凍干燥機(jī)制得，輥壓法均用輥壓機(jī)制得。

7.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟(2)中，隔膜厚度在5～500μm；

步驟(3)中，隔膜在使用前均置于真空干燥箱干燥12小時(shí)以上；步驟(4)中無水無氧環(huán)境是指水氧含量都小于0.1ppm、氬氣氣氛下。

8.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于步驟(4)所述的電解液有含電解質(zhì)的水溶液以及電解質(zhì)鹽溶解于碳酸酯類或醚類有機(jī)溶劑構(gòu)成的有機(jī)電解液，濃度在0.5mol L^-1-30molL^-1之間。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于上述步驟(4)所述的電解質(zhì)鹽水溶液由電解質(zhì)鹽包括但不限于LiCl、LiNO₃、Li₂SO₄、LiAc、LiClO₄、LiTFSI、AlCl₃、Al(NO₃)₃、Al₂(SO₄)₃、Al(Ac)₃、ZnSO₄、ZnCl₂、Zn(NO₃)₂、Zn(Ac)₂，溶解于去離子水構(gòu)成，濃度在0.5mol L^-1-30mol L^-1之間。

10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于上述步驟(4)所述的有機(jī)電解液由金屬鹽包括但不限于LiClO₄、LiBF₄、LiAsF₆、LiPF₆、LiTFSI、LiFSI、LiBOB、LiODFB、LiTDI、NaClO₄、NaBF₄、NaAsF₆、NaPF₆、NaTFSI、NaFSI、NaBOB、NaODFB、NaTDI、KClO₄、KBF₄、KAsF₆、KPF₆、KTFSI、KFSI、KBOB、KODFB、KTDI溶解于碳酸酯類或醚類溶劑構(gòu)成，濃度在0.5mol L^-1-30mol L^-1之間。