[发明专利]一种用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1，通过球磨法制备钛酸铋钠颗粒粉体；

步骤2，取聚偏氟乙烯分成三份，取溶剂分成三份，将各份聚偏氟乙烯分别溶于各份溶剂中，得到三份聚偏氟乙烯溶液；

步骤3，取钛酸铋钠颗粒粉体分成两份，分别加入到两份聚偏氟乙烯溶液中，搅拌，得到两份钛酸铋钠/聚偏氟乙烯原液；

步骤4，采用多层流延工艺，依次将钛酸铋钠/聚偏氟乙烯原液、聚偏氟乙烯溶液和钛酸铋钠/聚偏氟乙烯原液层叠流延于玻璃基板上，干燥，得到钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料。

2.根据权利要求1所述的用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料的制备方法，其特征在于，步骤1中钛酸铋钠颗粒粉体的具体制备过程包括：步骤1.1，以碳酸纳、氧化铋和二氧化钛为原料；将氧化锆球、原料和水一起球磨；将球磨后的混和浆料干燥后研磨过筛，放入马弗炉中预烧，即得到钛酸铋钠颗粒粉体；其中，氧化锆球、原料和水的质量比为(2～5):1:1，干燥温度为70～150℃，预烧温度为700～900℃，预烧保温时间为3～7h。

3.根据权利要求2所述的用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料的制备方法，其特征在于，还包括二次球磨过程：步骤1.2，将得到的钛酸铋钠颗粒粉体与氧化锆球和水一起进行二次球磨细化，烘干，研磨后过筛，放入马弗炉中进行二次预烧，即得到纯度较高的钛酸铋钠颗粒粉体；二次预烧的温度为600～800℃，保温时间为2～5h。

4.根据权利要求3所述的用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤1.3，将步骤1.2得到的钛酸铋钠颗粒粉体加入到水与酒精的混合溶液里，然后将其混合物进行超声，搅拌后烘干，经研磨后过筛，得到钛酸铋钠颗粒粉末；其中，水与酒精的体积比为(1:2)～(2:1)，超声时间为10～50min，搅拌时间为2～10h。

5.根据权利要求4所述的用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料的制备方法，其特征在于，还包括改性过程：步骤1.4，将多巴胺与步骤1.3得到的钛酸铋钠颗粒粉体溶解在溶剂中，超声、搅拌，干燥后研磨过筛，用无水乙醇洗涤后，干燥、过筛得到多巴胺改性的钛酸铋钠颗粒；其中，多巴胺与钛酸铋钠颗粒粉体的摩尔比为(25:0.5)～(25:1)，溶剂为三羟基甲基氯甲烷和盐酸组成的混合溶液。

6.根据权利要求1所述的用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。

7.根据权利要求1所述的用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料的制备方法，其特征在于，步骤3中，每份钛酸铋钠/聚偏氟乙烯原液中钛酸铋钠颗粒粉体与聚偏氟乙烯的体积比为(1:99)～(7:93)。

8.根据权利要求1所述的用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料的制备方法，其特征在于，还包括后处理过程：步骤5，将步骤4得到的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料置于真空干燥箱中热处理，之后淬火，干燥，得到钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料；其中，热处理的温度为150～250℃，时间为5～10min。

9.一种用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料，其特征在于，其为三层结构，中间层为聚偏氟乙烯层，外侧的两层均为钛酸铋钠/聚偏氟乙烯复合层；钛酸铋钠/聚偏氟乙烯复合层中钛酸铋钠以颗粒状态掺杂在聚偏氟乙烯中。

10.根据权利要求9所述的用于储能的钛酸铋钠/聚偏氟乙烯三层结构复合材料，其特征在于，钛酸铋钠/聚偏氟乙烯复合层中，钛酸铋钠颗粒的体积分数为1～7vol％，钛酸铋钠颗粒直径为0.1～0.3μm。