[发明专利]一种生物质纳米纤维隔膜、其制备方法和应用

权利要求书

1.一种生物质纳米纤维隔膜，其特征在于，包括：具有致密结构的生物质纳米纤维膜层，所述生物质纳米纤维膜层由化学修饰有氰基的生物质纳米纤维制成；所述生物质纳米纤维膜层的孔隙率＜15％，孔径＜15nm。

2.根据权利要求1所述的生物质纳米纤维隔膜，其特征在于，所述生物质纳米纤维隔膜还包括：复合在所述生物质纳米纤维膜层表面的涂覆层，所述涂覆层包括陶瓷颗粒和聚合物中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的生物质纳米纤维隔膜，其特征在于，所述陶瓷颗粒选自氧化铝、氧化硅和碳酸钙中的一种或多种；所述聚合物选自含氟聚合物、聚芳醚酮、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯和聚芳砜酰胺中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的生物质纳米纤维隔膜，其特征在于，所述含氟聚合物为聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-氯三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、氟化乙烯丙烯共聚物、乙烯四氟乙烯共聚物和乙烯三氯氟乙烯共聚物中的一种或多种。

5.根据权利要求2所述的生物质纳米纤维隔膜，其特征在于，所述生物质纳米纤维选自纤维素纳米纤维和几丁质纳米纤维中的一种或多种；所述生物质纳米纤维隔膜的厚度为5-500μm，机械拉伸强度为10MPa-300 MPa。

6.一种权利要求1所述生物质纳米纤维隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提供生物质纳米纤维浆液；

S2、将所述生物质纳米纤维浆液与修饰剂反应，所述修饰剂为丙烯腈和异丙烯腈中的一种或多种，得到修饰有氰基的生物质纳米纤维；

S3、将所述修饰有氰基的生物质纳米纤维进行抄纸，得到生物质纳米纤维隔膜。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

将生物质纳米纤维和分散液混合，进行打浆，得到生物质纳米纤维浆液；所述生物质纳米纤维选自纤维素纳米纤维和几丁质纳米纤维中的一种或多种；所述分散液选自水和乙醇中的一种或多种；所述生物质纳米纤维的质量百分比浓度为0.01-50％。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述反应在引发剂和共溶剂存在的条件下进行；所述引发剂选自氢氧化钠、双氧水、硝酸铈铵、硫酸亚铁铵、硫酸铁、过硫酸钾和过硫酸铵中的一种或多种；所述共溶剂选自乙醇、丙酮和乙腈中的一种或多种。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述抄纸得到湿态的生物质纳米纤维膜；

所述制备方法还包括步骤S4：用涂覆剂在所述湿态的生物质纳米纤维膜上进行表面涂覆，所述涂覆剂包括溶剂和涂覆成分，所述涂覆成分包括陶瓷颗粒和聚合物中的一种或多种；之后进行热压和干燥，得到生物质纳米纤维隔膜。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述溶剂选自丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的一种或多种；所述表面涂覆后湿态的生物质纳米纤维膜进行热压的压力为0.1MPa-80 MPa，温度为20℃-100℃。

11.如权利要求1-5任一项所述的生物质纳米纤维隔膜或权利要求6-10任一项所述的制备方法得到的生物质纳米纤维隔膜在制备锂电池中的应用。