基于Cu(BDC)MOF多级结构的复合固态电解质膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Cu(BDC)MOF多级结构的复合固态电解质膜及其制备方法。该复合固态电解质膜包括表面原位生长有连续的Cu(BDC)二维纳米片的无纺布，Cu(BDC)中开放的铜金属活性位点吸附自由锂离子。其制备方法为：配制对苯二甲酸配体溶液和醋酸铜溶液；将无纺布用对苯二甲酸配体溶液浸润后滴加醋酸铜溶液，原位生长得到连续的Cu(BDC)MOF；高温激活；滴加聚合物/锂盐凝胶、制得复合固态电解质膜。本发明专利技术以无纺布为载体，通过原位生长的方式构建连续的Cu(BDC)三维网络，利用激活后的开放的金属活性位点吸附阴离子、进而增加锂离子的浓度；三维连续网络为锂离子传导提供了路径，所得固态电解质膜具备高锂离子电导、宽电化学窗口、良好机械性能和热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
基于Cu(BDC)MOF多级结构的复合固态电解质膜及其制备方法
本专利技术涉及一种固态电解质及其制备方法，特别涉及一种基于Cu(BDC)MOF多级结构的复合固态电解质膜及其制备方法，属于新能源全固态锂离子电池领域。
技术介绍
随着“电动中国”概念的提出，高能量密度的、高安全性能的储能设备成为时代发展的需求。作为全固态储能设备的重要组成部分，固态电解质膜需要具有高离子电导率、高机械强度及热稳定性。通常所用的固态电解质为有机聚合物和无机陶瓷电解质，不能满足以上所有需求。因此综合性能优异的有机-无机复合电解质引起人们的强烈兴趣。同时，金属有机框架(MOF)材料由于具有一维的孔道结构和开放的金属活性位点已经在气体吸附及能源存储领域取得广泛关注，但MOF的电学性质研究者甚少。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有的有机或无机固态电解质无法满足全固态储能设备性能要求的问题，本专利技术提供一种具备高锂离子电导、宽电化学窗口、良好机械性能和热稳定性的基于Cu(BDC)MOF多级结构的复合固态电解质膜，并提了一种该复合固态电解质膜的制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Cu(BDC)MOF多级结构的复合固态电解质膜，其特征在于，该复合固态电解质膜包括表面原位生长有连续Cu(BDC)二维纳米片的无纺布，所述Cu(BDC)二维纳米片内部存在着一维孔道结构和开放的铜金属活性位点，且铜金属活性位点上吸附有自由锂离子；所述Cu(BDC)二维纳米片与无纺布形成的MOF结构作为锂离子的传导通路、供锂离子传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于Cu(BDC)MOF多级结构的复合固态电解质膜，其特征在于，该复合固态电解质膜包括表面原位生长有连续Cu(BDC)二维纳米片的无纺布，所述Cu(BDC)二维纳米片内部存在着一维孔道结构和开放的铜金属活性位点，且铜金属活性位点上吸附有自由锂离子；所述Cu(BDC)二维纳米片与无纺布形成的MOF结构作为锂离子的传导通路、供锂离子传输。


2.一种权利要求1所述的基于Cu(BDC)MOF多级结构的复合固态电解质膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)配制用于合成Cu(BDC)MOF的对苯二甲酸配体溶液和醋酸铜溶液；
(2)将无纺布用对苯二甲酸配体溶液浸润后滴加醋酸铜溶液，得到表面原位生长有连续的Cu(BDC)MOF二维纳米片的无纺布；
(3)对步骤(2)所得产品进行高温激活；
(4)在步骤(3)所得产品表面滴加聚合物/锂盐凝胶溶液，待其固化成型，制得复合固态电解质膜。


3.根据权利要求2所述的基于Cu(BDC)MOF多级结构的复合固态电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述对苯二甲酸配体溶液的摩尔浓度为0.02～0.05mM，醋酸铜溶液的摩尔浓度为0.02～0.05mM。


4.根据权利要求2所述的基于Cu(BDC)MOF多级结构的复合固态电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，先对无纺布进行预处理，然后采用对苯二甲酸配体溶液浸润无纺布，待无纺布完全润湿后，再在其表面喷洒醋酸铜溶液，室温下静置反应，重复配体在无纺布上原位生长得到Cu(BDC)MOF二维纳米片。...

【专利技术属性】
技术研发人员：余建明，鲁振达，王超，李世恒，
申请(专利权)人：南京大学，南京新纳材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32