[发明专利]复合隔膜及其制备方法，以及锂离子电池

权利要求书

1.一种复合隔膜的制备方法，包括：

S1，制备无纺布-有机聚合物复合基材，包括：

S11，提供一改性溶液，该改性溶液包括以下组分：含烯基的烷氧基硅烷、含烯基的聚合物单体、交联剂、催化剂及有机溶剂；

S12，将锂离子电池隔膜用无纺布浸于该改性溶液中；以及

S13，将该无纺布取出并烘干；

S2，制备复合凝胶，包括：

S21，制备无机改性纳米粉体，该无机改性纳米粉体包括甲基丙烯酸甲酯与含有C=C基团的硅烷偶联剂共聚形成的聚合物，并进一步包括与该烷氧基硅烷通过缩合反应连接的纳米溶胶；

S22，将该无机改性纳米粉体分散于有机溶剂，形成分散液；以及

S23，在该分散液中加入凝胶聚合物，均匀混合得到该复合凝胶；以及

S3，将该复合凝胶与该无纺布-有机聚合物复合基材复合。

2.如权利要求1所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，该改性溶液中的组分质量比为：含烯基的烷氧基硅烷:含烯基的聚合物单体:交联剂:催化剂:溶剂=(1~20) : 100 : (1~15) : (0.5~2) : (1000~10000)。

3.如权利要求1所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，该无机改性纳米粉体的制备方法包括以下步骤：

S211，制备具有纳米溶胶的溶液，该纳米溶胶选自钛溶胶、铝溶胶、硅溶胶及锆溶胶的至少一种，该纳米溶胶含有MOH基团，其中M为Ti、Al、Si或Zr；

S212，在该溶液中加入含有C=C基团的硅烷偶联剂及甲基丙烯酸甲酯，均匀混合形成一第一混合物；

S213，在该第一混合物中加入引发剂使MMA与该含有C=C基团的硅烷偶联剂聚合，形成聚合物，并在聚合的同时使该含有C=C基团的硅烷偶联剂与该纳米溶胶发生缩合反应，从而将该纳米溶胶连接在PMMA基体上，形成该无机改性纳米粉体。

4.如权利要求3所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，该步骤S211包括：

将可发生水解反应的钛、铝、硅及锆的化合物溶于有机溶剂，形成第一溶液；

将水与有机溶剂混合，形成第二溶液，并调节该第二溶液的pH值在3～4或9～10；以及

将第一溶液与第二溶液混合并加热，形成具有该纳米溶胶的溶液。

5.如权利要求4所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，该可发生水解反应的钛、铝、硅及锆的化合物为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、三乙氧基硅烷、三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、异丙醇铝、仲丁醇铝、硫酸钛，四氯化钛、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、叔丁醇钛、钛酸二乙酯、锆酸四丁酯、四氯化锆、叔丁醇锆及正丙醇锆中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的复合隔膜的制备方法，其特征在于，该步骤S3包括：

S31，将步骤S2的复合凝胶附着于步骤S1的无纺布-有机聚合物复合基材上，形成复合凝胶膜；

S32，将附着有该复合凝胶膜的该无纺布-有机聚合物复合基材浸于造孔剂中，从而在凝胶聚合物中造孔；以及

S33，烘干该无纺布-有机聚合物复合基材，得到所述复合隔膜。

7.一种复合隔膜，其特征在于，包括：

无纺布-有机聚合物复合基材；以及

与该无纺布-有机聚合物复合基材复合的复合凝胶，

其中，该无纺布-有机聚合物复合基材包括无纺布及交联聚合物，该交联聚合物由含烯基的聚合物单体与含烯基的烷氧基硅烷在催化剂与交联剂的作用下共聚形成；该复合凝胶包括凝胶聚合物及无机改性纳米粉体，该无机改性纳米粉体包括甲基丙烯酸甲酯与含有C=C基团的硅烷偶联剂共聚形成的聚合物，并进一步包括与该烷氧基硅烷通过缩合反应连接的纳米溶胶。

8.如权利要求7所述的复合隔膜，其特征在于，该无纺布为聚酰亚胺纳米纤维无纺布、聚对苯二甲酸乙二酯纳米纤维无纺布、纤维素纳米纤维无纺布、芳纶纳米纤维无纺布、玻璃纤维无纺布、尼龙纳米纤维无纺布或聚偏氟乙烯纳米纤维无纺布。

9.如权利要求7所述的复合隔膜，其特征在于，该含烯基的烷氧基硅烷包括乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷及γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷中的一种或多种。