[发明专利]一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法

权利要求书

1.一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法，将纳米粒子与有机硅烷超声分散在醇-水混合体系中，加入酸或碱作为催化剂使纳米粒子与有机硅烷进行水解缩合反应（0~80 °C下反应1~72 h），得到有机硅烷聚合物/纳米粒子复合悬浮液；离心收集沉淀，干燥，得超疏水纳米粒子；再将超疏水纳米粒子与导电碳材料混合研磨后与粘结剂一起加入到分散剂中，搅拌、超声得到均匀浆料；最后将浆料喷涂在锂电池基底隔膜的一面或两面，干燥后经热固化，得到超疏水/超亲电解液锂电池隔膜。

2.如权利要求1所述一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述醇-水混合体系中，醇为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、甘油中的至少一种；醇与水的体积比为80:1~0.1:1。

3.如权利要求1所述一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述纳米粒子为二氧化硅、氧化锌、氧化铝、二氧化钛、凹凸棒石、海泡石、埃洛石、蒙脱石、蛇纹石、水滑石、伊利石、蛭石、锂皂石、云母、高岭石、硅藻土、碳纳米管、氧化石墨烯或纳米纤维素中的至少一种；所述有机硅烷为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、四氯硅烷、甲基三氯硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三氯硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧) 丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的至少一种，且纳米粒子与有机硅烷的质量比为1:0.05~1:100。

4.如权利要求1所述一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述作为催化剂的酸为盐酸、硫酸、硝酸、醋酸、草酸、苯磺酸中的至少一种；作为催化剂的碱为氨水、乙二胺、三乙胺、丁氨中的至少一种；催化剂的用量为纳米粒子与有机硅烷总质量的2~20%。

5.权利要求1所述一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述导电碳材料为乙炔黑、Super P、科琴黑、石墨、石墨烯、氧化石墨烯、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、导电碳纤维中的至少一种；疏水纳米粒子与导电碳材料的质量比为 1:0.1~0:10。

6.如权利要求1所述一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为聚乙烯醇、聚氧化乙烯、羧甲基纤维素钠、Nafion、丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯中的至少一种；疏水纳米粒子与粘结剂的质量比为1:0.01~1:5。

7.如权利要求1所述一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述分散剂为乙醇、乙二醇、异丙醇、乙腈、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基吡咯烷酮中的至少一种；分散剂中，固体组分疏水纳米粒子、导电碳材料、粘结剂的浓度为0.1wt%~20 wt%。

8.如权利要求1所述一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述喷涂是控制喷涂压力0.05~1.0 MPa，喷涂距离1~50 cm，基底温度为25~120 °C下，将浆料均匀喷涂到基底隔膜的一面或者两面形成涂层。

9.如权利要求1所述一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述锂电池基底隔膜包括PE隔膜、PP隔膜、PP/PE复合隔膜、聚偏氟乙烯隔膜、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚(偏氟乙烯-co-六氟丙烯)隔膜、聚(偏氟乙烯-co-三氟乙烯)隔膜、玻璃纤维隔膜、纤维素复合隔膜、聚酯隔膜、聚酰亚胺隔膜、聚酰胺隔膜。

10.如权利要求1所述一种超疏水/超亲电解液锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述热固化是在40~80 °C下真空处理2~24 h。