[发明专利]三维多孔集流体材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.三维多孔集流体材料，其特征在于，包括具有三维多孔结构的芳香族聚噁二唑。

2.根据权利要求1所述的三维多孔集流体材料，其特征在于，所述芳香族聚噁二唑具有如下结构单元中的至少一种：

Ar选自

M选自Li、Na或K；

优选的，所述芳香族聚噁二唑的数均分子量为10⁴～10⁶；

优选的，所述三维多孔集流体材料的孔隙率为60％～90％；

优选的，所述三维多孔集流体材料的孔隙平均尺寸为50～2000nm。

3.根据权利要求1所述的三维多孔集流体材料，其特征在于，还包括改性材料，所述改性材料包括惰性的无机纳米材料、导电添加剂和能与锂形成合金的材料中的至少一种。

4.权利要求1-3任一项所述的三维多孔集流体材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

采用相转化法、静电纺丝法、离心纺丝法、水刺法、热合法或针刺法将芳香族聚噁二唑制成具有三维多孔结构的膜材。

5.根据权利要求4所述的三维多孔集流体材料的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝法包括：将含芳香族聚噁二唑的纺丝溶液进行静电纺丝，制得纳米纤维膜；

优选的，所述纳米纤维膜的厚度为10～100μm；

优选的，所述纺丝溶液中，所述芳香族聚噁二唑的质量分数为5％～30％。

6.根据权利要求4所述的三维多孔集流体材料的制备方法，其特征在于，所述水刺法包括：将所述芳香族聚噁二唑的长纤维开松混合、梳理成网、纤网预湿、水刺、干燥和卷绕，制成无纺布；

优选的，所述无纺布的厚度为20～400μm；

优选的，所述芳香族聚噁二唑的长纤维主要由含芳香族聚噁二唑的纺丝原液经湿法纺丝工艺制得。

7.根据权利要求4所述的三维多孔集流体材料的制备方法，其特征在于，所述芳香族聚噁二唑的制备方法包括：在发烟硫酸作用下，使硫酸肼和芳香族二羧酸在60～160℃条件下聚合反应5～10h；

优选的，所述芳香族二羧酸包括4,4’-二苯醚二甲酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、吡啶-2,6-二甲酸、3,5-吡啶二甲酸、2,5-吡啶二甲酸和1,4-萘二甲酸中的至少一种；

优选的，所述硫酸肼与所述芳香族二羧酸的摩尔比为(1～1.4)﹕1；

优选的，还包括：采用MOH对所述聚合反应后的物料进行中和处理，得到金属化的芳香族聚噁二唑。

8.权利要求1-3任一项所述的三维多孔集流体材料在制备抑制锂枝晶的电池中的应用。

9.电池电极，其特征在于，包括金属箔和设置于所述金属箔表面的如权利要求1-3任一项所述的三维多孔集流体材料；

优选的，所述金属箔包括铜箔或镍箔。

10.电池电极，其特征在于，包括权利要求9所述的电池电极；

优选的，所述电池的负极材料包括锂金属、钠金属和钾金属中的至少一种。