一种具有三维网络结构的锂电复合隔膜及其制备方法与流程

文档序号:12370763阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种具有三维网络结构的锂电复合隔膜,其特征在于,该复合隔膜包括细菌纤维素湿膜和分布在其三维结构内部的功能粒子,其中功能粒子包括直接加入的粒子,或者通过其他反应在湿膜内部生成的粒子,复合隔膜中细菌纤维素与功能粒子的质量比为1:0.01~1:20。

2.按照权利要求1所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜,其特征在于,所述的细菌纤维素湿膜的厚度为0.1mm~10mm,细菌纤维素湿膜中的纤维直径为10nm~1000nm。

3.按照权利要求1所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜,其特征在于,所述的功能粒子填充在细菌纤维素湿膜的纳米纤维间发挥架桥功能,防止纳米纤维间相互粘连,具有调节复合隔膜孔道结构的作用。

4.按照权利要求1所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜,其特征在于,所述的功能粒子包括有机微球:聚甲基丙烯酸甲酯微球、聚乙烯微球、聚丙烯微球、聚苯乙烯微球、聚偏氟乙烯微球或聚四氟乙烯微球,所述的有机微球粒径范围为0.01~2.5μm。

5.按照权利要求1所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜,其特征在于,所述的功能粒子包括:金属氧化物粒子、陶瓷粒子或具有微孔结构、介孔结构的沸石类纳米粒子;其中,金属氧化物粒子为氧化锌、氧化钙或氧化镁,陶瓷粒子为氧化铝、氧化锆、二氧化硅或二氧化钛,具有微孔结构、介孔结构的沸石类纳米粒子包括NaA沸石、MFI沸石、Y型沸石、MCM-41沸石或MCM-48沸石;所述的功能粒子粒径范围为0.01~2.0μm。

6.按照权利要求1所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜,其特征在于,所述的其他反应包括可以生成一定尺寸粒子的物理或化学反应,反应生成的粒子粒径范围为0.01μm~3.0μm。

7.一种权利要求1至6之一所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)细菌纤维素湿膜的纯化处理,在氢氧化钠溶液中将细菌纤维素湿膜在20℃~120℃下处理10分钟~3小时,再经过去离子水反复洗涤直至中性,保持 湿膜状态备用;

(2)细菌纤维素湿膜与功能粒子复合,按照功能粒子的形成方式不同本操作分为两种方法:

1)上述纯化细菌纤维素湿膜加入到预分散有功能粒子在溶剂中,通过超声辅助使功能粒子扩散到纤维素膜的内部网络结构中,获得复合隔膜湿膜;

2)向含有纯化细菌纤维素湿膜的溶液中加入反应后可生成功能粒子的前躯体,控制反应条件使反应发生在纤维素湿膜的内部网络结构中,同样获得复合隔膜湿膜;

(3)上述获得的复合隔膜湿膜在真空辅助下脱除水分,经过辊压机压制后获得具有三维网络结构的锂电复合隔膜。

8.根据权利要求7所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜的制备方法,其特征在于:所述的细菌纤维素湿膜为饱和去离子水的细菌纤维素膜。

9.根据权利要求7所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜的制备方法,其特征在于:所述的溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺。

10.根据权利要求7所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜的制备方法,其特征在于:所述的可生成功能粒子的前躯体包括正硅酸盐乙酯、三甲氧基硅烷、钛酸酯、锆酸酯、氯化铁、氯化铋、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯或氯化铵。

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