无机添加剂聚轮烷型隔膜及其在电池中应用制造技术

本发明专利技术涉及无机添加剂聚轮烷型隔膜及其在电池中应用，其特征如下：无机添加剂聚轮烷型隔膜由直线型聚合物、环糊精型基团的分子、封端聚合物及无机添加剂组成。无机添加剂聚轮烷型电解质隔膜由直线型聚合物、环糊精型基团分子、封端聚合物、锂盐及无机添加剂组成。本发明专利技术能够明显改善隔膜的吸液保液能力和耐高温性能，减少了隔膜在电池体系的阻抗，从而改善电池的电化学性能及安全性能。

Polyrotaxane type separator with inorganic additive and its application in battery

【技术实现步骤摘要】
无机添加剂聚轮烷型隔膜及其在电池中应用
本专利技术涉及无机添加剂聚轮烷型隔膜及其在电池中应用，具体涉及一种可用于锂电池、锂离子电池、钠电池、钠离子电池的液态电池隔膜或固态电池电解质隔膜，属于电池隔膜的
技术背景锂离子电池由正极、负极、电解液、隔膜、电池壳等部件组成。作为锂离子电池的重要组成部分，隔膜性能备受关注。隔膜主要功能是分隔正极和负极，避免锂离子电池的正、负极的电子短路现象。隔膜同时为锂离子在正、负极间移动提供了通道。在电池体系中，要求隔膜不与电池体系的电解液反应。隔膜质量的优劣直接影响了锂离子电池的放电容量、循环寿命和安全性。动力电池和储能电池大多属于大电池。一个储能电池系统的能量动辄达到兆瓦级别。在使用大电池的过程中，对电池安全性的要求更高。在液态锂离子电池使用耐高温的隔膜或者在固态电池中使用耐高温的聚合物电解质被认为可以改善大电池的安全性。已经研究过的固态电池的聚合物电解质包括聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧丙烷、聚偏氯乙烯等。不过，目前研究的聚合物电解质仍然存在在电池体系的副反应大、电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机添加剂聚轮烷型隔膜，其特征在于：/n所述的无机添加剂聚轮烷型隔膜是聚轮烷型液态电池隔膜和聚轮烷型电解质隔膜；/n所述的无机添加剂聚轮烷型隔膜由直线型聚合物、环糊精型基团分子及封端聚合物组成，而且直线型聚合物穿过环糊精型基团的内腔疏水部分；/n所述的无机添加剂聚轮烷型隔膜同时满足以下要求：熔点在185～300℃的范围内，孔隙率在10～92%的范围内，吸液率在10～95%的范围内，最大抗拉强度在4.33～12 MPa范围内；/n所述的无机添加剂聚轮烷型隔膜同时满足以下要求：在LiPF

【技术特征摘要】
1.一种无机添加剂聚轮烷型隔膜，其特征在于：
所述的无机添加剂聚轮烷型隔膜是聚轮烷型液态电池隔膜和聚轮烷型电解质隔膜；
所述的无机添加剂聚轮烷型隔膜由直线型聚合物、环糊精型基团分子及封端聚合物组成，而且直线型聚合物穿过环糊精型基团的内腔疏水部分；
所述的无机添加剂聚轮烷型隔膜同时满足以下要求：熔点在185～300℃的范围内，孔隙率在10～92%的范围内，吸液率在10～95%的范围内，最大抗拉强度在4.33～12MPa范围内；
所述的无机添加剂聚轮烷型隔膜同时满足以下要求：在LiPF6浓度1.0molL-1的重量比1:1:1的碳酸乙二酯、碳酸甲乙酯和碳酸二甲酯混合电解液的电导率在2×10-5～2×10-3Scm-1的范围内，其电化学稳定窗口在2～5V（vs.Li+/Li）的范围内。


2.根据权利要求1所述的无机添加剂聚轮烷型隔膜，其特征在于所述的聚轮烷型液态电池隔膜由直线型聚合物、环糊精型基团分子、封端聚合物及无机添加剂组成，其中：
（1）所述的直线型聚合物是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙二醇，或是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙二醇的硫、氯或氟的取代物；
（2）所述的直线型聚合物、环糊精型基团分子与无机添加剂的重量比在1:（0.1～10）:（0.01～2）的范围内；
（3）所述的环糊精型基团分子是α、β或γ型环糊精，或是环糊精表面醇羟基的醚化、酯化、氧化、交联等反应产物或是环糊精的氯、氟的取代物；
（4）所述的封端聚合物是聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯或聚甲基丙烯酸甲酯；
（5）所述的无机添加剂是三氧化二铝、沸石、二氧化钛、氧化硼、氧化镁、二氧化硅、二氧化锡、石墨烯、碳纳米管、还原石墨烯或氧化钡;
（6）所述的直线型聚合物的分子量在3000～100000的范围内；所述的封端聚合物的分子量在50000～2000000的范围内；
（7）所述的聚轮烷型液态电池隔膜的制备步骤如下：
将直线型聚合物、环糊精型基团分子及封端聚合物在加热搅拌的条件下分别溶于液态溶剂中，分别制得直线型聚合物、环糊精型基团分子及封端聚合物的液态溶液；将直线型聚合物的液态溶液与环糊精型基团分子的液态溶液混合，加热和搅拌5～48h；使得直线型聚合物穿过环糊精型基团的内腔疏水部分；加入封端聚合物的液态溶液，加热和搅拌5～48h，对直线型聚合物的两端进行封口；再加入无机添加剂和造孔剂；加热和搅拌5～48h；直到溶液呈透明状，得到流延溶液；将流延溶液在玻璃板上流延成膜；真空干燥得到初成膜；将初成膜浸泡在去离子水中，超声处理使初成膜形成孔洞，再次真空干燥，得到有孔膜；将制备的有孔膜装配液态电池。


3.根据权利要求1所述的无机添加剂聚轮烷型隔膜，其特征在于所述的聚轮烷型电解质隔膜由直线型聚合物、环糊精型基团分子、封端聚合物、锂盐及无机添加剂组成，其中：
（1）所述的直线型聚合物是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙二醇，或是聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙二醇的硫、氯或氟的取代物；
（2）所述的直线型聚合物、环糊精型基团分子与无机添加剂的重量比在1:（0.1～10）:（0.01～2）的范围内；
（3）所述的环糊精型基团分子是α...

【专利技术属性】
技术研发人员：童庆松，童君开，高锋，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建;35