[发明专利]电化学元件用复合纳米纤维隔膜、制备方法及储能器件

权利要求书

1.一种电化学元件用复合纳米纤维隔膜，其特征在于，所述的隔膜厚 度为10-80μm；孔隙率为40-90％，便于电解液离子的穿过；在200℃的温 度下30min，尺寸收缩率为0-5％；极限氧指数LOI为20-65％；透气性指 标Gurley值为5-300s/100cc；电解液吸收率为150-500％，机械拉伸强度为 10MPa-100MPa。

2.根据权利要求1所述的电化学元件用复合纳米纤维隔膜，其特征在于， 原料以质量百分比含量计：包括纤维素纳米纤维20-78％、低熔点聚合物纳米 纤维20-65％及阻燃材料2-35％。

3.根据权利要求3所述的电化学元件用复合纳米纤维隔膜，其特征在于， 所述的纤维素纳米纤维为从纳米尺寸木质材料分离的纤维素纳米纤维，海藻 纤维素纳米纤维，以及通过培养菌株获得的细菌纤维素纳米纤维中的至少其 中一种。

4.根据权利要求2所述的电化学元件用复合纳米纤维隔膜，其特征在于， 所述的纤维素纳米纤维的直径为10-1000nm，长度为10-3000μm。

5.根据权利要求2所述的电化学元件用复合纳米纤维隔膜，其特征在于， 所述的低熔点聚合物纳米纤维为聚甲基丙烯酸甲酯、偏氟乙烯基聚合物、聚 氨酯、聚氯乙烯，聚乙烯醇、聚烯烃、聚丙烯腈、聚乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、 聚丁二酸乙二醇酯的一种或者多种组合。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于所述的低熔点聚合物纳米纤 维的直径为10-1000nm。

7.根据权利要求2所述的电化学元件用复合纳米纤维隔膜，其特征在于， 所述的阻燃材料包括阻燃纤维氟纶、酚醛纤维、偏氟纶、氯纶、维氯纶、腈 氯纶、PBI、芳纶(1414)、阻燃涤纶、阻燃腈纶、阻燃丙纶，聚芳砜酰胺等； 以及阻燃剂磷酸酯、亚磷酸酯、四羟甲基氯化磷、有机磷盐、氧化磷、含磷 多元醇、磷氮化合物、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺、三(2，3-二溴丙基)异 三聚氰酸酯、单氰铵、双氰铵、三聚氰酸、硫脲、十溴二苯醚中的一种或多 种。

8.根据权利要求2所述的电化学元件用复合纳米纤维隔膜，其特征在于 所述的阻燃材料中，阻燃纤维的直径为10-1000nm；阻燃剂粒径小于1μm。

9.一种电化学元件用复合纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，包括 以下具体步骤：

Ⅰ、以质量百分比含量计称取纤维素纳米纤维20-78％、低熔点聚合物纳 米纤维20-65％及阻燃材料2-35％投入分散剂中，快速搅拌形成整体均匀的 浆料；所述的分散剂包括去离子水、乙醇、异丙醇和丙三醇中的一种或多种；

Ⅱ、向步骤Ⅰ的浆料中加入添加剂；所述添加剂包括醋酸、醋酸淀粉、 羟甲基淀粉、羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素、明胶、卡拉胶、壳聚糖、甲 壳素、聚氧化乙烯，水溶性聚氨酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮或水溶性 聚氨酯中的一种或多种；所述添加剂的质量为纤维素纳米纤维的0.1-10％；

Ⅲ、将步骤Ⅱ后的浆料稀释至质量百分比浓度为0.01-0.05％；

Ⅳ、稀释后的浆料经上网脱水成型、压榨、干燥、热轧成型，即得到所 述的耐高温阻燃型复合纳米纤维隔膜；所述的压榨线压力为60-120kg/cm， 所述的干燥温度为70-100℃，所述的热轧成型温度为100-300℃，线压力 为95-300kg/cm条件下进行热轧成型。

10.一种应用所述电化学元件用复合纳米纤维隔膜的储能器件，包括锂 离子电池，锂硫电池，碱性电池，超级电容器，铅酸电池，锌空气电池，钠 离子电池。