一种亲水改性的聚合物复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种亲水改性的聚合物复合膜及其制备方法和在水系二次电池中的应用；所述亲水改性的聚合物复合膜包括聚四氟乙烯膜，和在聚四氟乙烯膜表面和孔隙内形成的具有交联网络结构的聚丙烯酰胺；所述聚合物复合膜的亲水性明显增强，同时还具有优良性质的耐温、耐腐蚀性能、以及机械性能。所述亲水改性的聚合物复合膜可以作为水系二次电池的隔膜使用，且还可以进一步改善水系二次电池的循环稳定性和降低充放电过程中的过电位。和降低充放电过程中的过电位。和降低充放电过程中的过电位。

【技术实现步骤摘要】
一种亲水改性的聚合物复合膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及隔膜领域，具体涉及一种亲水改性的聚合物复合膜及其制备方法和在水系二次电池中的应用。

技术介绍

[0002]高效电化学储能系统的需求促进了电化学行业的发展。当前电化学能源储能市场上，仍然是以拥有高能量密度、稳定性强以及高能源效率的非水系电池为主导。然而，非水系电池受到资源短缺、成本高昂和有机电解液易燃安全问题的困扰，引发了向可持续利用、成本低、操作安全性高、环境友好的水系电池发展。水系二次电池主要是将水作为一种理想的电解液溶剂，解决非水系电池制造和生产过程中的安全性问题，同时还降低了资源消耗和生产成本。
[0003]在水系二次电池中，基于纯丙烯酰胺类的准固态水凝胶电解质膜受到了广泛的研究，但其弹性差、离子电导率差和机械强度差等问题，限制了这类电解质进一步的应用。聚四氟乙烯膜(PTFE)作为一种柔韧且富有弹性的微孔材料，具有化学稳定、耐高低温和耐电化学腐蚀等优点，有望解决传统水凝胶电解质膜机械强度差的问题。然而聚四氟乙烯膜强疏水性严重限制了其在此领域的应用。因此，改善聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亲水改性的聚合物复合膜的制备方法，包括如下步骤：1)将聚四氟乙烯膜浸入溶剂中，静置备用；2)将丙烯酰胺、交联剂、引发剂和水混合，制备得到改性溶液；3)将步骤1)的聚四氟乙烯膜浸润于步骤2)的改性溶液中，进行聚合反应，制备得到所述的亲水改性的聚合物复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述方法还包括如下步骤：4)将步骤3)的复合膜用溶剂冲洗，除去复合膜表面未反应的改性溶液；5)将步骤4)处理之后的复合膜进行干燥。3.根据权利要求1-2任一项所述的制备方法，其中，步骤1)中，所述溶剂选自低沸点的有机溶剂，例如选自水、乙醇、丙酮、甲醇、乙醚和三氯乙烷中的一种或几种的混合物。例如为水和乙醇的混合溶剂，其中，水和乙醇的体积比为1:2-1:10；优选地，步骤1)中，所述聚四氟乙烯膜的厚度为40-80μm；所述聚四氟乙烯膜的孔隙率为70-90％；所述聚四氟乙烯膜的孔径为0.1-10μm；所述聚四氟乙烯膜的水接触角为100-130
°
；所述聚四氟乙烯膜的拉伸强度为5-10MPa。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其中，步骤2)中，所述改性溶液中，丙烯酰胺、交联剂和引发剂的质量比为(85-92.5):(7-12):(0.5-3)；优选地，步骤2)中，所述混合的温度为50-70℃；优选地，步骤2)中，所述交联剂可以是N,N-亚甲基双丙烯酰胺、戊二醛、N-苯基马来酰亚胺、丙烯酸、3-氨丙基三乙氧基硅烷其中的一种或几种，所述引发剂可以是过硫酸铵、过硫酸钾、偶氮二异丁腈其中的一种或几种；优选地，步骤3)中，所述聚四氟乙烯膜和丙烯酰胺的质量比为1:80-1:120；优选地，步骤3)中，所述聚合反应的温度为50-70℃，所述聚合反应的时间为10-90分钟。5.一种亲水改性的聚合物复合膜，所述亲水改性的聚合物复合膜包括聚四氟乙烯膜，和在聚四氟乙烯膜表...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宪祥，张淑，易海蓉，王泓睿，
申请(专利权)人：湖南农业大学，
类型：发明
国别省市：