[发明专利]一种SOFs-P5G/PVDF锂离子电池隔膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种SOFs‑P5G/PVDF锂离子电池隔膜的制备方法，包括超分子有机框架SOFs‑P5G的合成，然后将超分子有机框架SOFs‑P5G加入到蒸馏水中，超声搅拌分散，然后加入聚偏氟乙烯粉末继续超声分散，随后加入乙酸溶液，加热至60～70℃搅拌溶解后移至高压注射泵中，静电纺丝得到纤维膜；将步骤S3中得到的纤维膜取下后放置在多巴胺溶液中，在45～50℃下浸泡改性4～6h后捞出，干燥后得到所述隔膜。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种SOFs-P5G/PVDF锂离子电池隔膜的制备方法。

背景技术

锂离子电池因具备能量密度大、循环寿命长、工作温度范围宽和可快速充放电等特点而被广泛应用于手机、笔记本电脑、航空航天、电动汽车等领域。在锂离子电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜位于正极和负极之间，主要作用是将正、负极的活性物质分开，防止两极因接触而短路。同时，由于隔膜中具有大量曲折贯通的微孔，在电化学反应时，能保持必要的电解液，形成离子移动的通道。隔膜作为锂离子电池一个重要组成部分，对锂离子电池的容量、循环稳定性以及安全性等具有很大的影响。安全性等具有很大的影响。现在商业上常用的隔膜为聚烯烃隔膜，包括聚丙烯(PP)隔膜、聚乙烯(PE)隔膜以及三层复合PP/PE/PP隔膜。由于聚烯烃大分子链的存在，PE、PP隔膜形成了高结晶度、低表面能的结构，几乎不能被电解液所溶胀，因此聚烯烃系电池隔膜对电解液的亲和性并不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种SOFs-P5G/PVDF锂离子电池隔膜的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

S1：SOFs-P5G的制备：1)合成主体：将溴代的柱[5]芳烃P5和萘二甲酰胺衍生物加入到乙腈溶剂中，在80～85℃下反应45～50h，然后待冷却至室温后，旋转蒸发去除掉溶剂，拌样上柱，进行洗脱，得黄色固体产物。

2)将1,10-二溴葵烷和4,4-联吡啶加入到乙腈溶剂中，然后在95～100℃下进行磁力搅拌回流16～20h，等待冷却至室温后，使用布氏漏斗进行过滤，得到滤渣，用乙腈洗涤3～5次后再使用乙醇进行洗涤3～6次，干燥后得到黄绿色粉末产物。

3)超分子有机框架SOFs-P5G的合成：将步骤1)中的黄色固体产物和步骤2)中的黄绿色粉末产物加入到环己醇中，然后加热至55～70℃搅拌溶解，然后冷却至室温静置搅拌0.5～1h后，烘干得到超分子有机框架SOFs-P5G。

S2：将步骤S1中得到的超分子有机框架SOFs-P5G加入到蒸馏水中，超声搅拌分散，然后加入聚偏氟乙烯粉末继续超声分散，随后加入乙酸溶液，加热至60～70℃搅拌溶解后移至高压注射泵中，静电纺丝得到纤维膜。

S3：将步骤S3中得到的纤维膜取下后放置在多巴胺溶液中，在45～50℃下浸泡改性4～6h后捞出，干燥后得到所述隔膜。

作为优选方案，上述所述的乙腈、溴代的柱[5]芳烃P5和萘二甲酰胺衍生物的质量体积比为(45～60)mL:(0.48～0.69)g:(0.36～0.48)g。

作为优选方案，上述所述的洗脱采用体积比为(10～15):(2～8)的石油醚和乙酸乙酯进行洗脱。

作为优选方案，上述所述的乙腈、1,10-二溴葵烷和4,4-联吡啶的质量体积比为(100～150)mL:(1.88～2.26)g:(5.52～8.86)g。

作为优选方案，上述所述的超分子有机框架SOFs-P5G、聚偏氟乙烯、乙酸和蒸馏水的质量体积比为(0.82～0.96)g:(5.4～9.6)g:(18～25)mL:(100～150)mL。

作为优选方案，上述所述步骤1)中的黄色固体产物、步骤2)中的黄绿色粉末产物和环己醇的质量体积比为(0.49～0.56)g:(0.54～0.67)g:(20～40)mL。