[发明专利]聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共混纳米纤维聚合物电解质膜及其制备方法

权利要求书

1.一种聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共混纳米纤维聚合物电 解质膜，其是由静电纺丝法制备得到的，其特征是：所述的共混纳米纤维聚 合物电解质膜是含有电解液的共混纳米纤维膜，所述的共混纳米纤维膜是由 聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共混纳米纤维材料构成；其中，聚偏 氟乙烯占共混纳米纤维膜的质量百分比含量为50～90％，偏氟乙烯-六氟丙烯 共聚物占共混纳米纤维膜的质量百分比含量为10～50％；构成共混纳米纤维 膜中的聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共混纳米纤维与聚偏氟乙烯 和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共混纳米纤维之间的孔隙率为45～80％；

所述的电解液是由溶质LiPF₆及溶剂碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯和二乙 基碳酸酯构成；其中在浓度为1摩尔的电解液中的溶剂碳酸乙烯酯∶二甲基 碳酸酯∶二乙基碳酸酯的重量比为1∶1∶1。

2.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共混纳 米纤维聚合物电解质膜，其特征是：共混纳米纤维聚合物电解质膜对所述电 解液的吸液率为210～360％。

3.根据权利要求1所述的聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共混纳 米纤维聚合物电解质膜，其特征是：所述的聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯 共聚物共混纳米纤维与聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共混纳米纤 维之间的孔径为0.2～10μm。

4.根据权利要求1或3所述的聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共 混纳米纤维聚合物电解质膜，其特征是：所述的聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-氟丙 烯共聚物共混纳米纤维的直径为300～700nm。

5.根据权利要求1或3所述的聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共 混纳米纤维聚合物电解质膜，其特征是：所述的聚偏氟乙烯的重均分子量为 2×10⁷；所述的偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的重均分子量为4.77×10⁵。

6.根据权利要求4所述的聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共混纳 米纤维聚合物电解质膜，其特征是：所述的聚偏氟乙烯的重均分子量为2×10⁷； 所述的偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的重均分子量为4.77×10⁵。

7.一种根据权利要求1～6任意一项所述的聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟 丙烯共聚物共混纳米纤维聚合物电解质膜的制备方法，其特征是，该方法包 括以下步骤：

1)纺丝液的配制

将聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物溶解于N，N-二甲基甲酰胺和 丙酮的混合溶剂中，在45～50℃下磁力搅拌后得到聚偏氟乙烯和偏氟乙烯- 六氟丙烯共聚物的共混纺丝溶液；其中，共混纺丝溶液的质量浓度为8～14％， 聚偏氟乙烯与偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的质量比为1∶1～9∶1；

2)静电纺丝法制备聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物共混纳米纤 维膜

将步骤1)制备的聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共混纺丝溶液置于静 电纺丝设备的注射器中，固定好与注射器相连通的喷丝头与滚筒接收器之间 的距离，在注射泵的作用下共混纺丝溶液以恒定的流量注射进喷丝头中，在 喷丝头与接地的滚筒接收器之间施加高压，共混纺丝溶液在静电作用下产生 射流，在滚筒接收器上得到共混纳米纤维膜，干燥；

所述的高压是7～15kV；

3)在充满氩气的手套箱中，水分含量＜1ppm，O₂含量＜1ppm；将步骤2) 由聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物制备得到的共混纳米纤维膜，在室 温下浸泡于浓度为1摩尔的电解液中，取出，得到聚偏氟乙烯和偏氟乙烯- 六氟丙烯共聚物共混纳米纤维聚合物电解质膜；

所述的电解液是由溶质LiPF₆及溶剂碳酸乙烯酯、二甲基碳酸酯和二乙 基碳酸酯构成；其中在浓度为1摩尔的电解液中的溶剂碳酸乙烯酯∶二甲基 碳酸酯∶二乙基碳酸酯的重量比为1∶1∶1。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征是：所述的混合溶剂中的N，N- 二甲基甲酰胺与丙酮的质量比为7∶3。