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一种超薄电解质膜及其制备方法和应用技术

技术编号:43401440 阅读:35 留言:0更新日期:2024-11-22 17:42
本发明专利技术公开了一种超薄电解质膜及其制备方法和应用,通过强极性溶剂同时溶解疏水聚合物和亲水聚合物,利用静电纺丝技术制备疏水和亲水网络均匀分散的前驱体薄膜,然后利用原位化学交联技术制备溶胀受限的聚合物薄膜,最后浸入盐溶液中得到厚度超薄的电解质膜。本发明专利技术的电解质膜具有极薄的厚度和良好的离子传导性,适用于高性能电化学装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于电池或其他电化学装置的超薄电解质膜及其制备方法和应用,属于高分子材料。


技术介绍

1、近年来,随着能源需求的不断增加和环境保护的日益重视,新能源技术的发展备受关注。在众多新能源技术中,电化学储能如电池和超级电容器因其高效、环保等优点,成为研究和应用的热点。其核心组件之一是电解质膜。电解质膜的性能直接影响电池和超级电容器的工作效率和稳定性,因此高性能电解质膜的制备成为电化学储能研究的关键领域之一。

2、静电纺丝技术作为一种成熟的纳米纤维制备技术,静电纺丝能够生产出具有高孔隙率和大比表面积的超薄薄膜。这些特性使得静电纺丝技术成为制备电解质膜的优选方法。聚偏氟乙烯(pvdf)、聚乙烯醇(pva)等聚合物因其良好的化学稳定性、机械性能和离子亲和力而被广泛应用于电解质膜的制备。尽管现有技术在制备超薄电解质膜方面取得了一定的进展,但仍存在一些关键问题亟待解决:(1)溶胀问题:亲水性聚合物在盐溶液中容易吸水膨胀,导致电解质膜的厚度增加,这不仅影响了电池的体积能量密度,还可能引起膜的机械性能下降,甚至破裂。(2)厚度控制:现有技术难以实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种超薄电解质膜,其特征在于,所述超薄电解质膜包括通过强极性溶剂同时溶解疏水聚合物和亲水聚合物,利用静电纺丝技术制备疏水和亲水网络均匀分散的前驱体聚合物薄膜,将前驱体聚合物薄膜浸入含有交联剂的溶液中,利用原位化学交联技术制备溶胀受限的聚合物薄膜,将聚合物薄膜浸入盐溶液中即得。

2.根据权利要求1所述的超薄电解质膜,其特征在于,疏水聚合物选自聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

3.根据权利要求1所述的超薄电解质膜,其特征在于,亲水聚合物选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚(乙烯基磺酸)、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙...

【技术特征摘要】

1.一种超薄电解质膜,其特征在于,所述超薄电解质膜包括通过强极性溶剂同时溶解疏水聚合物和亲水聚合物,利用静电纺丝技术制备疏水和亲水网络均匀分散的前驱体聚合物薄膜,将前驱体聚合物薄膜浸入含有交联剂的溶液中,利用原位化学交联技术制备溶胀受限的聚合物薄膜,将聚合物薄膜浸入盐溶液中即得。

2.根据权利要求1所述的超薄电解质膜,其特征在于,疏水聚合物选自聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯。

3.根据权利要求1所述的超薄电解质膜,其特征在于,亲水聚合物选自聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚(乙烯基磺酸)、聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯酸。

4.根据权利要求1所述的超薄电解质膜,其特征在于,强极性溶剂选自二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、二氯甲烷、二甲基乙酰胺或丙酮。

5.根据权利要求1所述的超薄电解质膜,其特征在于,交联剂选自醛类化合物、环氧化合物、异氰酸酯、n,n-二甲基丙烯酰胺、硼酸或四硼酸钠。

6.根据权利要求1所述的超...

【专利技术属性】
技术研发人员:章炜夏欢熊逸鹏孙正明
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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