一种大倍率放电多孔隔膜材料的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及膜材料领域，尤其涉及一种大倍率放电多孔隔膜材料的制备方法及其应用。本发明专利技术提供一种大倍率放电多孔隔膜材料的制备方法，包括如下步骤：利用聚偏氟乙烯或者聚（偏氟乙烯-co-六氟丙烯），采用浸没沉淀法或热致相分离法制备多孔薄膜；将所制备的PVDF或PVDF-HFP多孔膜进一步通过等离子技术对膜表面进行后处理，形成由纳米到微米孔可控的指状孔道贯穿到底层的高开孔率的多孔隔膜。本发明专利技术所制备的多孔膜的形貌由均匀纳米或微米孔皮层，大指状孔道及海绵孔底层组成，这种结构的多孔膜提供了足够的空间容纳电解液，使得电解液充满孔道，也使得电解液与聚偏氟乙烯最大面积的形成凝胶电解质，增大多孔隔膜对电解液的容纳能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及膜材料领域，尤其涉及一种大倍率放电多孔隔膜材料的制备方法及其应用。
技术介绍
锂/空气电池作为一种环境友好的新型电池体系，具有极高的理论能量密度(llHOWhkg—1)，同时具有价格低廉、环境友好等特性，在航空航天、便携式消费类电子产品和电动汽车等移动电源领域具有极其广阔的应用前景。因此近年来弓I起研究领域广泛的兴趣，但目前锂/空电池还处于起步阶段，其中，催化剂和电解液体系(包括有机溶剂、离子液体及隔膜材料)是两大研究热点，但锂/空电池专用的隔膜材料市场上还未见到，研究者大多以商业锂/锂离子电池隔膜或者实验室自主研发的隔膜材料进行探索。商业隔膜多以拉伸法或挤出法生产，如PP、PE或PP/PE/PP三层复合多孔膜，商业化的聚烯烃隔膜其孔隙率一般在50%左右，孔径为0.02-0.1 μ m，厚度25 μ m。这类隔膜的特点是机械性能及电化学稳定性能较好，而且结晶度高、极性小。但是由于电解液配制一般使用的是极性有机溶剂，因此，聚合物不能被电解液充分溶胀，绝大部分电解液存在于孔隙中，电解液容易泄漏，在大倍率放电的情况，放电时间短，一般在2-30s (5mA/cm2)。由于聚偏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔隔膜材料的制备方法，包括如下步骤：1）利用聚偏氟乙烯或者聚（偏氟乙烯?co?六氟丙烯），采用浸没沉淀法或热致相分离法制备PVDF或PVDF?HFP多孔薄膜；2）将步骤1所制备的PVDF或PVDF?HFP多孔薄膜进一步通过等离子技术对膜表面进行后处理，形成由纳米到微米孔可控的指状孔道贯穿到底层的多孔隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种多孔隔膜材料的制备方法，包括如下步骤: 1)利用聚偏氟乙烯或者聚(偏氟乙烯-CO-六氟丙烯)，采用浸没沉淀法或热致相分离法制备PVDF或PVDF-HFP多孔薄膜； 2)将步骤I所制备的PVDF或PVDF-HFP多孔薄膜进一步通过等离子技术对膜表面进行后处理，形成由纳米到微米孔可控的指状孔道贯穿到底层的多孔隔膜。2.如权利要求1所述的一种多孔隔膜材料的制备方法，其特征在于，所述等离子技术中，等离子体气氛为氧气、氩气、空气、氮气、二氧化碳、氨气、四氟化碳中的一种或几种的混合，处理功率25-600W，处理时间为15s-100min，处理温度为室温到150°C。3.如权利要求1所述的一种多孔隔膜材料的制备方法，其特征在于，所述浸没沉淀法具体包括如下步骤: 1)按配比将大倍率多孔隔膜材料的原料共混，搅拌，在40-120°C下溶解至均匀状态，配制得铸膜液； 2)在空气湿度为35-90%的环境中，将步骤I所得的铸膜液制备成初生态膜； 3)将步骤2所得的初生态膜固化成膜； 所述热致相分离法具体包括如下步骤:将高分子材料，溶剂，添加剂共混，加热、搅拌至均匀体系得到铸膜液，然后通过制膜工艺将铸膜液刮制或挤出成型，经过低温区域40-100°C或者温度更高的区域100-180°C实现温度诱导相分离，进入清洗水槽洗出残留溶剂和添加剂。4.如权利要求3所述的一种多孔隔膜材料的制备方法，其特征在于，当采用浸没沉淀法时，所述高通量亲水性微孔滤膜的原料按重量份计，包括如下组分: 高分子材料 5-40份； 溶剂30-90份； 添加剂0.1-35份； 当采用热致相分离法时，所述铸膜液按重量份计，包括如下组份: 高分子材料 10-55份， 溶剂30-90份； 添加剂0.1-35份。5.如权利要求4所述的一种多孔隔膜材料的制备方法，其特征在于，所述高分子材料为聚偏氟乙烯或者聚(偏氟乙烯-Co-六氟丙烯)中的一种或者两种的混合。6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷勇，何涛，杨辉，李媛，李雪梅，宋健峰，赵宝龙，王周为，
申请(专利权)人：上海中科高等研究院，
类型：发明
国别省市：