[发明专利]同轴复合纳米纤维膜及制备方法应用

权利要求书

1.一种同轴复合纳米纤维膜，由含氟聚合物皮层和聚酰亚胺芯层的纳米纤维构成，该膜的上下表面及内部孔分布对称。

2.根据权利要求1所述的同轴复合纳米纤维膜，其中，纳米纤维的皮层厚度为50-100纳米，芯层直径为20-500纳米；该膜上下表面及内部孔的孔径小于300纳米且均匀，透气率为10-500秒。

3.一种制备同轴复合纳米纤维膜的方法，包括如下步骤：

聚酰胺酸溶液作为内流体，含氟聚合物溶液作为外流体，采用同轴静电纺丝对含氟聚合物溶液和聚酰胺酸溶液进行复合纺丝，然后用机械辊压、热亚胺化处理将复合纺丝中的聚酰胺酸转化为聚酰亚胺，得到同轴复合纳米纤维膜；其中：

聚酰胺酸溶液是采用二元有机酸酐与有机二胺在溶剂中进行缩合反应得到的，其中二元有机羧酸与有机二胺的摩尔比为0.8-1.2，溶剂加入量为二元有机羧酸和有机二胺总重量的4.5-10倍；

含氟聚合物溶液中含氟聚合物的质量分数为5-25％；

反应温度为0-25℃。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，同轴静电纺丝的纺丝针头内腔直径为0.8-2.0毫米，外腔厚度为0.4-0.8毫米，纺丝电压为100伏-30千伏，针尖与接受电极的距离为10-30厘米，内外腔流体纺丝液流量大于0.1毫升/小时，内外腔流量比为2-0.5；反应时间为18-30小时。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述的二元有机酸酐选自：均苯四甲酸二酐、联苯四酸二酐、二苯酮四酸二酐、氧联苯四甲酸二酐、双酚A二醚二酐、异丙基二苯酐的一种；

所述有机二胺选自：4，4’-二氨基二苯醚、3，4’-二氨基二苯醚、对苯二胺、间苯二胺、3，3’-二苯砜二胺、4，4’-二苯砜二胺、异丙基二苯胺、联苯二胺、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷的一种；

所述溶剂选自：N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、间甲酚、二甲基亚砜的一种。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，含氟聚合物选自：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、氟化乙丙烯、乙烯四氟乙烯共聚物、乙烯三氯氟乙烯共聚物的一种。

7.根据权利要求3所述的方法，其中，聚酰亚胺如式1所示：

式1

其中，A₁为如下结构的芳基：

所述的二胺是具有NH₂-A₂-NH₂表示的结构的二胺，A₂为如下结构的芳基；

聚合度n为50-10000，相应聚酰胺酸的特性粘数为1.0-3.0分升/克，热分解温度为420℃以上。

8.根据权利要求3所述的方法，其中，含氟聚合物溶液的溶剂选自：N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、间甲酚、二甲基亚砜的一种。

9.根据权利要求3所述的方法，其中，机械棍压的棍压强度为1-10兆帕，停留时间为5-30分钟；热亚胺化处理是在氮气、氩气或真空条件下梯度升温，梯度升温为100-200℃保持0.5-1.5小时，180-250℃保持0.5-1.5小时，230-280℃保持0.5-1.5小时，260-350℃保持0.5-1.5小时。

10.权利要求1中所述的同轴复合纳米纤维膜在锂离子二次电池中的应用。