[发明专利]功能化隔离膜及锂金属电池

权利要求书

1.一种功能化隔离膜，其特征在于，包括多孔基材以及设置于所述多孔基材至少一个表面的功能膜层；

所述功能膜层包含无机粒子和含有正电荷基团的聚合物离子液体，所述无机粒子能与金属锂发生可逆反应形成锂合金，所述无机粒子的至少部分表面包覆有聚合物包覆层，所述包覆层含有与锂离子进行可逆键合的有机酸基团。

2.根据权利要求1所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述无机粒子的体积平均粒径D_v50为10nm ~ 20μm。

3.根据权利要求2所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述无机粒子的体积平均粒径D_v50为50nm ~ 10μm。

4.根据权利要求3所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述无机粒子的体积平均粒径D_v50为200nm~2μm。

5.根据权利要求1所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述无机粒子选自硅、硅氧化合物SiO_a、镁、铝、锌、铟、锑、银、金、锗及锡中的一种或几种，其中0＜a＜2。

6.根据权利要求1至5任一项所述的功能化隔离膜，其特征在于，

所述包覆层还包括与锂离子进行可逆键合的氨基、亚氨基、巯基及多硫基团（−S_b−，b≥2）中的一种或几种。

7.根据权利要求1至5任一项所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述有机酸基团包括羧酸基团、磺酸基团、亚磺酸基团及磷酸基团中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述包覆层包括含有所述有机酸基团的聚烯酸。

9.根据权利要求8所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述聚烯酸包括聚丙烯酸及聚乙烯苯磺酸中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述包覆层的厚度为1nm~ 1μm。

11.根据权利要求10所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述包覆层的厚度为5nm~200nm。

12.根据权利要求11所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述包覆层的厚度为20nm~100nm。

13.根据权利要求1所述的功能化隔离膜，其特征在于，所述聚合物离子液体包含式I和式II所示的结构单元；

(式I) (式II)

其中，

X为带负电荷的阴离子；

R和R²各自独立地为碳原子数为1~10的亚烃基、或含F、Cl、Br、I、N、O、S、Si、B及P中的一种或几种的碳原子数为1~ 10的亚烃基；

R¹和R⁴各自独立地为H、F、Cl、Br、I、−CN、碳原子数为1~10的烃基、或含F、Cl、Br、I、N、O、S、Si、B及P中的一种或几种的碳原子数为1~ 10的烃基；

R³、R^h和R^f各自独立地为F、Cl、Br、I、−CN、碳原子数为1~10的烃基、或含F、Cl、Br、I、N、O、S、Si、B及P中的一种或几种的碳原子数为1~ 10的烃基；

Y为N或P，p为3；或者，Y为S，p为2；

l和m为相同或不同的正整数。