[发明专利]一种无纺布陶瓷隔膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无纺布陶瓷隔膜，其特征在于：包括无纺布陶瓷隔膜层，所述无纺布陶瓷隔膜层具有以一维聚合物纤维为核，无机物包覆层为壳的核壳结构，所述聚合物纤维核的直径为20nm-1000nm，无机物壳层厚度为0.1nm-100nm。

2.根据权利要求1所述的无纺布陶瓷隔膜，其特征在于：所述聚合物纤维选自聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚乙烯醇、聚吡咯烷酮，聚酰亚胺及由前述聚合物衍生的共混、共聚聚合物中的一种或数种。

3.根据权利要求1所述的无纺布陶瓷隔膜，其特征在于：所述无机物包覆层是可通过原子层沉积生成的材料，包括Ⅱ-Ⅵ化合物ZnS、ZnSe、ZnTe、CaS、SrS、BaS、CdS、CdTe、MnTe、HgTe，Ⅲ-V化合物GaAs、AlAs、AlP、InP、GaP、InAs，氧化物Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、HfO₂、Ta₂O₅、Nb₂O₅、Y₂O₃、MgO、CeO₂、SiO₂、La₂O₃、ZnO、NiO、SrTiO₃、BaTiO₃、Ga2O3、In2O、SnO2，氮化物AlN、GaN、InN、Si₃N₄以及氟化物CaF、SrF、ZnF中的一种或数种。

4.根据权利要求1所述的无纺布陶瓷隔膜，其特征在于：还包括聚合物层，所述聚合物层设置于所述无纺布陶瓷隔膜层的单面或双面；所述聚合物层选自聚乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚丙烯腈、聚氧化乙烯、聚酰亚胺中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的无纺布陶瓷隔膜，其特征在于：所述无机物壳层厚度为2nm-50nm。

6.一种权利要求1～5任一项所述无纺布陶瓷隔膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将聚合物溶解在溶剂中配成纺丝液，使用单针头或多针头作喷射装置，在静电纺丝设备中设置电压为5-30KV，给液速度为1ul/min-10ml/h，利用直流高压电源将纺丝液喷射向导电金属基材表面形成纳米纤维膜；将得到的纳米纤维膜放入烘箱中进行干燥，得到无纺布纤维基膜；

2)将上述无纺布纤维基膜放入RIE等离子体反应腔中，抽真空，通入高纯氧气，调节频率10-300W，反应时间20s-5min；

3)将氧等离子体处理后的无纺布纤维基膜放入ALD反应腔，抽真空到20hPa以下，并加热至50-200℃；设置程序使前驱体源和高纯水源依次交替进行脉冲沉积，将前躯体源通入反应腔，再用氮气清洗掉多余的前躯体，然后通入水蒸气使前躯体发生水解，最后用氮气清洗去除未发生反应的水蒸气，前躯体-高纯氮气清洗-水蒸气-高纯氮气清洗过程定义为一个沉积循环，沉积循环1-1000次后，取出干燥，得到所述无纺布陶瓷隔膜层；其中载气为高纯氮，所述前驱体源的载气流量为30-200ssm，水源的载气流量为30-200ssm；前驱体源的单次脉冲时间设置为0.001-5s，氮气清扫1-80s；水源单次脉冲时间设置为0.001-5s，氮气清扫1-80s。

7.根据权利要求6所述的无纺布陶瓷隔膜的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述前躯体源选自金属烷基盐、金属卤化物、金属醇盐、金属氨盐中的一种。

8.根据权利要求6所述的无纺布陶瓷隔膜的制备方法，其特征在于：还包括配制聚合物浆料，采用单/双面涂覆、浸涂或蘸涂的方法于步骤3)制得的无纺布陶瓷隔膜层表面形成聚合物层的步骤。

9.根据权利要求1-5任一项所述的无纺布陶瓷隔膜在二次电池中的应用。

10.一种电池，包括正极材料、负极材料，其特征在于：在正极材料和负极材料之间设有权利要求1-5任一项所述的无纺布陶瓷隔膜。