[发明专利]一种陶瓷隔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种陶瓷隔膜，包括隔膜基材，其特征在于，隔膜基材表面上涂覆聚合物包覆的陶瓷粉体，所述陶瓷粉体表面包覆的聚合物为聚苯乙烯磺酸锂（PSSLi）和聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）。

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷隔膜，其特征在于，所述隔膜基材为聚烯烃微孔膜，包括聚乙烯微孔膜（PP）、聚丙烯微孔膜（PE）及聚丙烯微孔膜/聚乙烯微孔膜/聚丙烯微孔膜（PP/PE/PP）三层复合膜。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷隔膜，其特征在于，所述聚乙二醇甲基丙烯酸酯（PEGMA）平均分子量为400~5000g/mol。

4.一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，活化陶瓷粉体：在陶瓷粉体中加入偶联剂进行活化，偶联剂与陶瓷粉体表面的羟基（-OH）发生脱水反应，使所述陶瓷粉体表面接入活性剂，得到活化后的陶瓷粉体；

步骤2，接枝引发剂：将所述活化后的陶瓷粉体与卤代酰卤类化合物混合，加入催化剂1，使其发生脱去缩合反应，使所述活化后的陶瓷粉体表面接枝上卤素引发剂，并对接枝上卤素引发剂的陶瓷粉体进行充分洗涤、干燥，得接枝引发剂的陶瓷粉体；

步骤3、聚合包覆：在接枝引发剂的陶瓷粉体中加入催化剂2和配体，所述催化剂2和所述配体的比例为1:1~5，再按一定比例与单体苯磺酸钠、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯（PEGMA）进行聚合反应，反应完全后再充分洗涤，从而获得聚合物包覆的陶瓷粉体；

步骤4、离子交换：将所述聚合物包覆的陶瓷粉体加入到质量浓度为10%~50%的锂离子的水溶液中进行离子交换反应，在80~100℃下不断回流12-72小时后得到聚苯乙烯磺酸锂（PPSLi）和聚乙二醇（PEG）的聚合物包覆地功能性陶瓷粉体；

步骤5、涂布：将聚合物包覆的功能性陶瓷粉体、粘结剂和溶剂按5-10:1:9-16的比例混合充分搅拌或球磨8-24小时得到陶瓷涂覆浆料，再将陶瓷涂覆浆料涂覆到隔膜基材表面，充分干燥后得到改性陶瓷涂覆隔膜。

5.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，步骤2和步骤3需在惰性气体环境中操作。

6.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，所述陶瓷粉体为三氧化二铝、二氧化硅、勃姆石、硫酸钡等中的一种或多种混合物。

7.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂，为KH-550、KH-560、KH-570等中的一种或多种混合物。

8.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，所述硅烷偶联剂的用量为陶瓷粉体重量的30%-80%。

9.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，所述催化剂1为碱性胺类物质。

10.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，所述卤代酰卤类化合物为2-溴异丁酰溴、2-氯丙酰氯、2-锈病酰溴中的一种或多种混合物。

11.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，所述催化剂2为溴化亚铜、氯化亚铜中的一种。

12.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，所述配体为联吡啶、多胺类配体中的一种或多种混合物。

13.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，所述锂离子溶液为氢氧化锂（LiOH）、氯化锂（LiCl）或PH值为中性的锂离子溶液中的一种或多种混合物。

14.根据权利要求4所述的一种陶瓷隔膜制备方法，其特征在于，陶瓷粉体经过聚合包覆后需在甲醇、四氢呋喃、二氯甲烷中的一种或多种液体中进行回流洗涤。