[发明专利]具备仿生三周期极小曲面结构的聚偏氟乙烯薄膜及其制备和应用

权利要求书

1.一种具备仿生三周期极小曲面结构的聚偏氟乙烯薄膜，所述的聚偏氟乙烯薄膜是以具有三周期极小曲面结构的海胆壳作为模板，将海胆壳制成厚度不超过160μm的海胆壳薄片，借助溶剂使PVDF渗透进海胆壳薄片的骨架中并完全填充该骨架，将填充有PVDF的海胆壳薄片用酸浸泡去除海胆壳模板，即得到具备仿生三周期极小曲面结构的聚偏氟乙烯薄膜。

2.如权利要求1所述的聚偏氟乙烯薄膜，其特征在于：海胆壳薄片厚度为80-160μm。

3.如权利要求1所述的聚偏氟乙烯薄膜，其特征在于：所述的溶剂为NMP、N N-二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺。

4.一种如权利要求1-3之一具备仿生三周期极小曲面结构的聚偏氟乙烯薄膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）取相对较平的废弃白海胆壳，将其用水冲洗，去除表面残余的有机成分；然后将洗净的海胆壳打破，选取相对较平的部分备用，打破过程中应尽量使相对较平的部分具有尽可能大的表面积；

（2）将步骤（1）选取的干净白海胆壳，制成厚度不超过160μm的海胆壳薄片；

（3）将步骤（2）得到的海胆壳薄片平放在容器中，将PVDF溶液滴在海胆壳薄片上，直至海胆壳薄片被PVDF溶液完全覆盖，此时PVDF借助溶剂渗进海胆壳薄片中且海胆壳骨架完全被PVDF填充，然后于40-80℃干燥去除溶剂，再将覆盖在海胆壳表面的一层密实的PVDF完全磨去，得到填充有PVDF的海胆壳薄片；

（4）将填充有PVDF的海胆壳薄片置于酸中充分浸泡去除海胆壳模板，然后依次用蒸馏水和乙醇洗涤至中性，再置于40-80℃的烘箱中干燥，即得到具备仿生三周期极小曲面结构的聚偏氟乙烯薄膜。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述白海胆壳为具有大平整面积的白色饼状海胆。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，通过打磨获得海胆壳薄片：用砂纸对海胆壳进行打磨至所需厚度，然后依次在水中和乙醇中超声洗涤，再置于30-100℃的烘箱内进行干燥得到海胆壳薄片。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，用粒度不同的砂纸按照粒度从小到大的顺序依次对海胆壳进行打磨。

8.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，用粒度不同的砂纸按照粒度从小到大的顺序将覆盖在海胆壳表面的一层密实的PVDF完全磨去。

9.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述浸泡使用的酸是浓度为0.1-1mol/L的稀盐酸，浸泡时间为12-48小时。

10.如权利要求1所述的具备仿生三周期极小曲面结构的聚偏氟乙烯薄膜作为锂金属电池的隔膜的应用。