[发明专利]一种三维多孔聚合物电解质膜的制备方法

摘要

本发明提供一种三维多孔聚合物电解质膜的制备方法。以碳酸钠和氯化钙在以油酸和乙醇作分散剂的水中合成纳米CaCO3；用钛酸酯偶联剂改性，合成改性纳米CaCO3；将改性纳米CaCO3超声分散在第一有机溶剂中，然后加入聚合物粉末溶解，得到悬浮改性纳米CaCO3的聚合物溶液，室温真空脱泡后，将聚合物溶液流延在光滑基体表面，恒温干燥成聚合物膜；将聚合物膜浸泡于HCl水溶液中，至无气泡产生后，再用蒸馏水多次洗涤至pH=7，真空干燥后得到三维多孔聚合物膜；在无水无氧的手套箱中，将三维多孔聚合物膜于液态电解质溶液中浸泡，得到三维多孔聚合物电解质膜。本发明具有简单易行、环境友好等优点，且容易控制聚合物电解质膜内部的孔隙率和孔径分布等。

主权项

一种三维多孔聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以碳酸钠和氯化钙在以油酸和乙醇作分散剂的水中合成纳米CaCO3；(2)用钛酸酯偶联剂改性，合成改性纳米CaCO3，与聚合物基体具有更好的相容性；(3)将改性纳米CaCO3超声分散在第一有机溶剂中，然后加入聚合物粉末溶解，得到悬浮改性纳米CaCO3的聚合物溶液，室温真空脱泡后，将此聚合物溶液流延在光滑基体表面，70～90℃恒温干燥成聚合物膜；(4)将所述聚合物膜浸泡于1.2摩尔／升的HCl水溶液中，至无气泡产生后，再用蒸馏水多次洗涤至pH=7，真空70～90℃干燥后得到三维多孔聚合物膜；(5)在无水无氧的手套箱中，将步骤(3)所得三维多孔聚合物膜于液态电解质溶液中浸泡0.5～1.5小时，得到三维多孔聚合物电解质膜。所述第一有机溶剂为N‑甲基吡咯烷酮NMP、二甲基甲酰胺DMF、丙酮、四氢呋喃THF中的一种或者多种；所述聚合物粉末为聚氧化乙烯PEO、聚氯乙烯PVC、聚丙烯腈PAN、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚偏氟乙烯PVDF、聚偏氟乙烯‑六氟丙烯PVDF‑HFP中的一种或多种；所述液态电解质溶液为离子液体型电解液，其由离子液体、锂盐和第二有机溶剂组成；所述的离子液体为1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐EMIBF4、1‑丁基‑3‑甲基咪唑六氟磷酸锂BMIPF6、N‑甲基‑N‑丙基吡咯烷‑双三氟甲磺酰亚胺盐PYR13TFSI中的一种或者多种；所述的第二有机溶剂为碳酸乙烯酯EC，碳酸丙烯酯PC，碳酸二乙酯DEC，碳酸二甲酯DMC，碳酸甲乙酯EMC中的一种或者几种；所述的锂盐为四氟硼酸锂LiBF4、六氟磷酸锂LiPF6、高氯酸锂LiClO4、N，N′‑双三氟甲基磺酰亚胺基锂LiTFSI、二草酸硼酸锂LiBOB中的一种或者多种；所述锂盐在所述电解液中的质量分数为5％～10％。