【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池隔膜，特别是涉及一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在锂离子电池的基本组成部分中，隔膜作为正极和负极之间的物理屏障以防止内部短路，同时借助液体电解质在充放电循环过程中为锂离子迁移提供隧道。然而传统聚烯烃隔膜由于热性能不足、电解液亲和力较差，制约了锂离子电池的进一步发展。
2、聚酰亚胺纳米纤维隔膜由于其优异的耐高温性能以及良好的电解液亲和能力而有望成为下一代高性能锂离子电池隔膜的候选材料，不过基于静电纺丝以及非溶剂相转移的聚酰亚胺隔膜仍然存在着离子电导率不足，锂离子迁移数较低等问题。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术的目的在于，提供一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，通过化学接枝引入两性离子基团，制备得到一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜，使其具有热稳定性好，尺寸稳定性好，将制备得到的两性离子改性聚酰亚胺多孔膜应用到锂离子电池隔膜在提升隔膜的离子电导率和锂离子迁移数的同时，还能维持聚酰亚胺优良的力学性能。
2、本专利技术所述的一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，包括如下步骤：
3、s1：将聚酰亚胺基膜浸润于多氨基化合物溶液中，然后洗涤，干燥，得到多氨基化合物接枝聚酰亚胺多孔膜；
4、s2：将多氨基化合物接枝聚酰亚胺多孔膜浸润在接枝化合物溶液中，然后洗涤，干燥，制备出两性离子改性的聚酰亚胺多孔膜；
5、其中，所述多氨基化合物为聚乙烯亚胺；所述接枝化合物为磺内酯或
6、其中，步骤s2中，浸润温度为60-90℃，浸润时间为12-24h。
7、优选地，所述聚乙烯亚胺重均分子量为500-5000。
8、所述聚酰亚胺基膜包括静电纺丝制备的聚酰亚胺纳米纤维垫或者非溶剂相转移制备的聚酰亚胺多孔基膜。将所述聚酰亚胺基膜浸润在一定浓度的聚乙烯亚胺溶液中，利用氨基与酰亚胺环之间的开环反应，将多氨基化合物接枝到聚酰亚胺基膜上，得到多氨基化合物接枝聚酰亚胺多孔膜；然后再将得到的多氨基化合物接枝聚酰亚胺多孔膜浸润在一定浓度的磺内酯或者酸酐溶液中，利用氨基与磺内酯或者酸酐基团发生季铵化反应，磺内酯或者酸酐开环并接枝于聚酰亚胺多孔膜多孔通道的表面，从而实现了保持聚酰亚胺良好的机械强度和化学稳定性的同时，兼具了两性离子的高电导率和高离子迁移数。
9、进一步地，所述磺内酯溶液或所述酸酐溶液的浓度为2-30wt％。所述磺内酯溶液或酸酐溶液的制备方法为：将磺内酯或酸酐按比例溶解在n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、丙酮中的一种或两种以上溶剂中。
10、具体地，所述磺内酯包括丙磺内酯、丁磺内酯、戊磺内酯、己磺内酯中的一种或两种以上。
11、具体地，所述酸酐为马来酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐，六氢化邻苯二甲酸酐，苯酐中的一种或两种以上。
12、进一步地，所述多氨基化合物接枝聚酰亚胺多孔膜与所述接枝化合物投料质量比范围为1:(0.4-6)。
13、本专利技术的另一技术目的是提供上述两性离子改性聚酰亚胺多孔膜在电池隔膜中的应用，所述电池包含锂离子电池、锂硫电池、钒电池或燃料电池。
14、为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。
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1.一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于：所述聚酰亚胺基膜为静电纺丝制备的聚酰亚胺纳米纤维垫，或者非溶剂相转移制备的聚酰亚胺多孔基膜。
3.根据权利要求1所述的一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于：所述接枝化合物溶液的浓度为2-30wt％。
4.根据权利要求3所述的一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，所述接枝化合物溶液的制备方法为：将所述接枝化合物按比例溶解在N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、丙酮中的一种或两种以上溶剂中。
5.根据权利要求4所述的一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于：所述磺内酯包括丙磺内酯、丁磺内酯、戊磺内酯、己磺内酯中的一种或两种以上。
6.根据权利要求4所述的一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于：所述酸酐为马来酸酐、丁二酸酐、戊二酸酐，六氢化邻苯二甲酸酐，苯酐中的一种或两种以上。
...【技术特征摘要】
1.一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于：所述聚酰亚胺基膜为静电纺丝制备的聚酰亚胺纳米纤维垫，或者非溶剂相转移制备的聚酰亚胺多孔基膜。
3.根据权利要求1所述的一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于：所述接枝化合物溶液的浓度为2-30wt％。
4.根据权利要求3所述的一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于，所述接枝化合物溶液的制备方法为：将所述接枝化合物按比例溶解在n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、丙酮中的一种或两种以上溶剂中。
5.根据权利要求4所述的一种两性离子改性聚酰亚胺多孔膜的制备方法，其特征在于：所述磺内酯包括丙磺内酯、丁磺内酯、戊磺内酯、己磺内酯中的一种或两种以上。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：张艺，黄海滔，周竹欣，钱超，岳敏，蒋星，许家瑞，刘四委，池振国，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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