[发明专利]有机金属框架聚轮烷型隔膜及在电池中应用

权利要求书

1.有机金属框架聚轮烷型隔膜，其特征在于：

所述的有机金属框架聚轮烷型隔膜是聚轮烷型液态电池隔膜和聚轮烷型电解质隔膜；

所述的有机金属框架聚轮烷型隔膜由直线型聚合物、环糊精型基团分子及封端聚合物组成，而且直线型聚合物穿过环糊精型基团的内腔疏水部分；

所述的有机金属框架聚轮烷型隔膜同时满足以下要求：熔点在185～290℃的范围内，孔隙率在30～82%的范围内，吸液率在10～95%的范围内，最大抗拉强度在6.33～15 MPa范围内；

所述的有机金属框架聚轮烷型隔膜同时满足以下要求：在LiPF₆浓度为1.0 mol L^-1的重量比1:1:1的碳酸乙二酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯混合电解液的电导率在2×10^-4～6×10^-3 S cm^-1的范围内，其电化学稳定窗口在2～5.1 V （vs. Li⁺/Li）的范围内。

2.根据权利要求1所述的有机金属框架聚轮烷型隔膜，其特征在于所述的聚轮烷型液态电池隔膜由直线型聚合物、环糊精型基团分子、封端聚合物及能够与羟基形成有机金属框架的金属离子组成，其中：

（1）所述的直线型聚合物是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙二醇，或是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙二醇的硫、氯或氟的取代物；

（2）所述的直线型聚合物、环糊精型基团分子、封端聚合物、能够与羟基形成有机金属框架的金属离子的摩尔比在1:（0.1～5）: （0.1～5）: （0.001～1）的范围内；

（3）所述的环糊精型基团的分子是α、β或γ型环糊精，或是环糊精表面醇羟基的醚化、酯化、氧化、交联等反应产物或是环糊精的氯、氟的取代物；

（4）所述的封端聚合物是聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯或聚甲基丙烯酸甲酯；

（5）所述的直线型聚合物的分子量在3000～100000的范围内；所述的封端聚合物的分子量在50000～2000000的范围内；

（6）所述的聚轮烷型液态电池隔膜的制备步骤如下：

在加热搅拌的条件下，将直线型聚合物、环糊精型基团的分子及封端聚合物分别溶于液态溶剂中，分别制得直线型聚合物、环糊精型基团的分子及封端聚合物的液态溶液；将直线型聚合物的液态溶液与环糊精型基团的分子的液态溶液混合，加热和搅拌5～48h；直线型聚合物穿过环糊精型基团的内腔疏水部分；加入能够与羟基形成有机金属框架的金属离子的液态溶液，在90～180℃的温度区间回流1～100h,冷却至室温；加入封端聚合物的液态溶液，加热和搅拌5～48h；再加入造孔剂；加热和搅拌5～48h；直到溶液呈透明状，得到流延溶液；将流延溶液在玻璃板上流延成膜；真空干燥得到初成膜；将初成膜浸泡在去离子水中，超声处理使初成膜形成孔洞，再次真空干燥，得到聚轮烷型液态电池隔膜；将制备的聚轮烷型液态电池隔膜装配液态电池。