[发明专利]一种基于重离子径迹膜的锂金属/锂离子电池功能化隔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种基于重离子径迹膜的功能化隔膜，包括基膜和功能化层；

所述基膜为重离子径迹膜；

所述功能化层为沉积于所述基膜的表面和孔道壁面上的陶瓷层。

2.根据权利要求1所述的功能化隔膜，其特征在于：所述重离子径迹膜的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺或聚丙烯；

所述陶瓷层的材质为三氧化二铝、二氧化硅、氮化硅、碳化硅或氧化锆。

3.根据权利要求1或2所述的功能化隔膜，其特征在于：所述功能化隔膜上孔道为定向排列的直通孔道；

所述功能化隔膜上孔道的孔径为6～96nm；

所述功能化隔膜上孔密度为1×10¹⁰～1×10¹¹/cm²。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的功能化隔膜，其特征在于：所述重离子径迹膜孔道的孔径为10～100nm；

所述重离子径迹膜的厚度为6～30μm；

所述陶瓷层的厚度为2～5nm。

5.权利要求1-4中任一项所述功能化隔膜的制备方法，包括如下步骤：

S1、采用重离子垂直辐照聚合物薄膜，得到辐照后的重离子径迹膜；

S2、将所述辐照后的离子径迹膜进行化学刻蚀，得到多孔的重离子径迹膜；

S3、在步骤S2得到的所述重离子径迹膜上沉积所述功能化层，即得到所述功能化隔膜。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述重离子为氙离子、铋离子或钽离子；

所述重离子的离子能量为0.1～100MeV/u；

所述垂直辐照的密度为1×10¹⁰～1×10¹¹ions/cm²。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述化学刻蚀采用的刻蚀液为下述1)-5)中任一种：

1)所述聚合物薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜或聚萘二甲酸乙二醇酯膜，所述刻蚀液为氢氧化钠溶液，摩尔浓度为1～10mol/L；

2)所述聚合物薄膜为聚酰亚胺膜或聚醚酰亚胺膜，所述刻蚀液为次氯酸钠溶液，其中有效氯的质量百分比含量为5～15％，溶液的pH为8.0～12.0；

3)所述聚合物薄膜为聚丙烯膜，所述刻蚀液为铬酸溶液，摩尔浓度为5～15mol/L。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述化学刻蚀的温度为30～80℃，时间为2～120min。

9.根据权利要求5-8中任一项所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中，采用原子层沉积的方式沉积所述功能化层。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：采用设有三个气体喷射部的原子层沉积装置沉积所述功能化层。