[发明专利]一种电池隔膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种电池隔膜材料，其特征在于，由耐高温聚合物和金属有机框架材料(MOF)复合组成；二者的体积比为3:7～7:3之间，质量比为9:7～21:1之间。

2.如权利要求1所述电池隔膜材料，其特征在于，所述耐高温聚合物由相转化方法制成，并由纳米纤维组成的微多孔薄膜；所述耐高温聚合物包括间位芳纶(PMIA)、对位芳纶(PPTA)、聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)、聚酰亚胺(PI)。

3.如权利要求1所述电池隔膜材料，其特征在于，MOF位于耐高温聚合物微多孔薄膜的孔隙中；MOF采用水热的方法在耐高温聚合物微多孔薄膜的的孔隙中原位合成。

4.一种电池隔膜材料的制备方法，其特征在于，包括：利用耐高温聚合物纤维和相应的溶剂，制备得到聚合物薄膜的湿凝胶；利用金属盐、有机配体和相应的溶剂，配置得到MOF的合成溶液；将聚合物薄膜的湿凝胶和MOF的合成溶液置于不锈钢高压釜中，在高温下进行水热合成；将水热或溶剂热合成产物经冷却、洗涤和干燥，制备得到聚合物/MOF复合膜材料。

5.如权利要求5所述电池隔膜材料的制备方法，其特征在于，电池隔膜材料的制备方法包括以下步骤：

步骤一，制作聚合物薄膜的湿凝胶；

步骤二，配置MOF的合成溶液；

步骤三，原位合成聚合物/MOF复合膜。

6.如权利要求5所述电池隔膜材料的制备方法，其特征在于，步骤一中的聚合物薄膜湿凝胶的制备包括：

(1)将耐高温聚合物纤维溶解到第一溶剂中，制成聚合物溶液；

(2)将聚合物溶液在真空下脱泡，并用刮刀涂布于基材；

(3)将涂层和基材浸没到第二溶剂中，使发生溶剂交换，得到聚合物薄膜的湿凝胶。

7.如权利要求6所述电池隔膜材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的耐高温聚合物纤维为PPTA、PMIA、PBO或PI中的任意一种或多种，第一溶剂为DMSO/KOH、MSA/TFA或浓硫酸中的任意一种或多种；

步骤(2)中的基材为PET薄膜，涂布厚度控制在10～50μm；

步骤(3)中的第二溶剂为水或异丙醇中的任意一种或多种。

8.如权利要求5所述电池隔膜材料的制备方法，其特征在于，步骤二中的MOF合成溶液的配置包括：将金属盐和有机配体溶解到第三溶剂中，并快速搅拌，配置得到MOF的合成溶液；金属盐为Ni(NO₃)₂·6H₂O，有机配体为2,5-二羟基对苯二甲酸或水杨酸中的任意一种或多种，第三溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、乙醇或去离子水中的任意一种或多种，快速搅拌时间为10～30min。

9.如权利要求5所述电池隔膜材料的制备方法，其特征在于，步骤三中的聚合物/MOF复合膜的原位合成包括：

(1)将步骤二配置得到的MOF合成溶液和步骤一制作的聚合物薄膜的湿凝胶转移到特氟隆衬里的不锈钢高压釜中，并在高温下进行水热或溶剂热合成；

(2)冷却至室温后，将复合湿凝胶取出，利用溶剂重复洗涤并进行干燥，得到聚合物/MOF复合膜材料。

10.一种实施如权利要求5～9任意一项所述电池隔膜材料的制备方法制备得到的耐高温聚合物多孔膜/MOF复合膜材料。