[发明专利]一种隔膜及其制备方法和包含该隔膜的锂离子电池

权利要求书

1.一种隔膜，包括聚乙烯膜，其特征在于，在所述聚乙烯膜的两面均涂覆有改性层，所述改性层由纳米陶瓷沉积石墨烯和有机聚合物构成;

所述纳米陶瓷沉积石墨烯为纳米陶瓷原子层沉积石墨烯，所述石墨烯为3,4,5-三甲氧基苯共价修饰石墨烯，所述纳米陶瓷为氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、二氧化锡中的一种；

所述纳米陶瓷沉积石墨烯的获得是以所述3,4,5-三甲氧基苯共价修饰石墨烯为基底，其上接枝的改性官能团甲氧基为种子层,在原子层沉积反应器中，将所述3,4,5-三甲氧基苯共价修饰石墨烯与所述纳米陶瓷的前驱体和水反应生成的。

2.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述有机聚合物为聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-六氟丙烯。

3.一种如权利要求1所述的隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、石墨烯的制备：将石墨烯加入到3,4,5-三甲氧基苯胺、稀盐酸、亚硝酸钠和铁粉的水溶液中，常温避光放置，得到3,4,5-三甲氧基苯共价修饰石墨烯；

b、纳米陶瓷沉积石墨烯：在原子层沉积反应器中，将所述3,4,5-三甲氧基苯共价修饰石墨烯与前驱体和水反应，生成纳米陶瓷沉积石墨烯，所述前驱体为三甲基铝、四氯化钛、四氯化硅、四氯化锡中的一种；

c、共混液的制备：将所述纳米陶瓷沉积石墨烯、有机聚合物和成孔剂加入有机溶剂中混合形成共混液；

d、隔膜的制备：将聚乙烯膜完全浸入所述共混液中，完全浸润后，再浸入沉淀剂中沉淀，取出烘干制得隔膜。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述常温避光放置的时间为24~48h；所述步骤a还包括将常温避光放置后的产物依次经过水洗、分离、干燥的步骤。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述干燥的温度为60~90℃，时间为9~12h。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤b的具体步骤为：在原子层沉积反应器中，使用气体交换阀以氮气作为载体交替运送前驱体和水与所述3,4,5-三甲氧基苯共价修饰石墨烯反应，生成纳米陶瓷沉积石墨烯；其中，所述原子层沉积反应器中的反应温度为50~120℃，反应时间为1~30min。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤c中，所述共混液中，各组分的质量百分数为所述有机聚合物4~25%，所述纳米陶瓷沉积石墨烯0.0001~0.1%、所述成孔剂0.05~5%，其余为所述有机溶剂；所述有机溶剂为N-二甲基乙酰胺、邻苯二甲酸二丁酯、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基甲酰胺中的一种或两种以上的组合，所述成孔剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、丙酮、氯化锂中的一种。

8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤d中，所述沉淀剂为乙醇和水按照体积比1:4~4:1的混合，所述沉淀的时间为5~60min。

9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求1或2所述的隔膜。