[发明专利]一种有机纳米复合隔膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种有机纳米复合隔膜的制备方法，包括：制备纤维素铸膜液；在60‑90℃下，将纤维素铸膜液均匀的涂覆在无纺布上，得到纤维素初生膜；然后于室温下将所得纤维素初生膜放入去离子水中凝固成膜，浸泡24‑48h，然后取出在室温条件下自然阴干，获得多孔纤维素平板膜；配置哌嗪水溶液和1,3,5‑均苯三甲酰氯正己烷溶液；将哌嗪水溶液以喷雾形式均匀地喷洒在多孔纤维素平板膜上，于1‑30min后，吹干多孔纤维素平板膜表面的水分，然后将1,3,5‑均苯三甲酰氯正己烷溶液以喷雾形式均匀地喷洒在多孔纤维素平板膜上，于1‑30min后，吹干多孔纤维素平板膜表面的水分；重复操作，得到有机纳米复合隔膜；本发明制备的有机纳米复合隔膜稳定性优于单一的静电层层自组装制备的无纺布隔膜。

技术领域

本发明涉及膜技术领域，特别是一种有机纳米复合隔膜的制备方法。

背景技术

随着全球锂离子电池行业的飞速发展，隔膜的应用需求越来越大，开发环境友好型隔膜也成为隔膜技术发展的一个重要研究方向；隔膜是锂离子电池的重要组成部分之一，可提供锂离子的传输通道，并分隔正负极，防止电池正、负极直接接触造成短路。

目前，国内外制备锂离子电池隔膜的材料主要有聚乙烯、聚丙烯、陶瓷、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯等，此类材料具有良好的机械性能、稳定的化学性能、低成本、适合大规模生产等优点，但也存在耐高温性差、孔隙率低、电解液润湿性差，难以满足快充要求等缺点；此类高分子和无机膜生产成本大、能耗高、难以进行生物降解，对环境造成污染，不符合可此续发展的要求；由于石油资源储备的不断减少，拓展天然资源的高附加值利用是国家可再生资源发展战略需要，也是全球经济、能源和新材料发展的热点领域之一；结合重大科技基础设施发展的国际趋势和国内基础，以能源、材料、工程技术等科学领域为重点，设计开发出具有重大应用价值的新型膜材料与膜设备，使膜技术为国民经济建设作出更大的贡献。

性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要作用；有机复合隔膜具有可设计孔结构，孔隙率高，保液性好等优点，并且有机复合隔膜的材料主要为天然纤维和合成纤维，天然高分子主要有竹、木植物纤维素，纤维素亲水性强，生物相容性好，安全无毒，是地球上最古老、最丰富的天然高分子，是最重要的生物可降解性和可再生性的生物质资源之一；由于石油资源储备的不断减少，拓展以纤维素为主的天然资源的高附加值利用是国家可再生资源发展战略需要，是全球经济、能源和新材料发展的热点领域之一；以纤维素为原料制备的锂电池隔膜保液性强，生物相容性好，安全无毒。

纳米膜技术是近年来发展起来的膜分离技术，是指膜的纳米级分离过程，也是一种以压力为驱动的膜分离过程。由于纳米膜分离技术的截留物质相对分子量范围比反渗透大，而比部分微滤小，因此，纳米膜分离技术可以截留锂电池电解液中的部分溶质，而让离子半径较小的锂离子通过，从而有助于锂离子在隔膜通道的运输，提高锂离子的传输效率。这种技术具有无毒、无污染、可生物降解、安全、节能、高效等诸多优点。

传统纳米复合隔膜的制备方法是通过层层自组装将带电荷的薄膜交替浸入带有相反电荷的聚电解质溶液中,静置一段时间后取出，冲洗干净，循环以上过程制备得到的，存在层层自组装交替不均匀，功能性薄层易脱离基膜的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机纳米复合隔膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种有机纳米复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备纤维素铸膜液；

S2、在60-90℃下，将纤维素铸膜液均匀的涂覆在无纺布上，得到纤维素初生膜；然后于室温下将所得纤维素初生膜放入去离子水中凝固成膜，浸泡24-48h，然后取出在室温条件下自然阴干，获得多孔纤维素平板膜；

S3、配置哌嗪水溶液和1,3,5-均苯三甲酰氯正己烷溶液；