[发明专利]一种用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜，其特征在于：包括三层纳米纤维隔膜，其中芯层为PI纳米纤维隔膜、上下表层为PVDF-HFP纳米纤维隔膜，其中纤维直径均为100-200nm。

2.如权利要求1所述的用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜，其特征在于：所述PI纳米纤维隔膜为RGO-PI纳米纤维隔膜，RGO-PI纳米纤维隔的厚度为25μm、溶解温度为500℃，RGO占PI的质量分数为0.1%。

3.如权利要求1所述的用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜，其特征在于：所述PVDF-HFP纳米纤维隔膜的熔点为175℃。

4.如权利要求1-3任一项所述的用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于步骤如下：

（1）将GO分散在DMAC中，分散24-48h，得到GO溶液；

（2）向GO溶液中先ODA粉末，搅拌至完全溶解，再在1-2h内分批加入PMDA粉末，然后升温至35℃，继续搅拌5h，得到GO-PAA溶液；

（3）将GO-PAA溶液进行静电纺丝Ⅰ处理，其中电压为20-25kV，纺丝距离为20cm，推注速度为0.2-0.4ml/h，纺丝四个小时得到GO-PAA纳米纤维隔膜；

（4）将GO-PAA纳米纤维隔膜隔膜放入通有N₂的炭化炉中，通过梯度升温法进行热亚胺化处理，得到RGO-PI纳米纤维隔膜；

（5）将PVDF-HFP溶解在NMP和丙酮的混合溶液中，得到PVDF-HFP溶液，将PVDF-HFP溶液通过静电纺丝Ⅱ处理到RGO-PI纳米纤维隔膜正反两面直至厚度均为10μm，最终得到PVDF-HFP/RGO-PI/PVDF-HFP纳米纤维隔膜即为用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜。

5.如权利要求4所述的用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，GO溶液的质量浓度为0.5-1%。

6.如权利要求4所述的用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中ODA粉末和PMDA粉末均预先烘干1h，PMDA和ODA的质量比为（1.01-1.02:1）；GO-PAA溶液的质量浓度为24%-30%。

7.如权利要求4所述的用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中GO-PAA纳米纤维隔膜的厚度为25μm。

8.如权利要求4所述的用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中梯度升温法为：20℃、90min，200℃、30min，200℃、30min，250℃、30min，250℃、30min，300℃、30min，0℃、30min，350℃、120min，0℃、200min。

9.如权利要求4所述的用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中NMP和丙酮的混合溶液中NMP和丙酮的体积比为7:3，PVDF-HFP溶液的质量浓度为12-15%，用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜厚度为40-45μm。

10.如权利要求4所述的用于锂离子电池隔膜的纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中静电纺丝的条件为：电压控制在25-30kV，纺丝距离控制在20-25cm，出液速度为1.2-1.8ml/h。