一种锂空气电池纳米复合隔膜的制备方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN107170941A

(43)申请公布日2017.09.15

(21)申请号CN201710393860.X

(22)申请日2017.05.28

(71)申请人桂林理工大学

地址541004广西壮族自治区桂林市七星区建干路12号

(72)发明人罗鲲赵玉振朱广彬罗志虹胡承亮向利诸葛祥群

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种锂空气电池纳米复合隔膜的制

备方法

(57)摘要

本发明公开了一种锂空气电池纳米

复合隔膜的制备方法。以溶胶凝胶法制备

纳米二氧化硅颗粒，加去离子水配制质量

分数为20~70%的分散液；玻璃纤维膜裁剪

到适当尺寸，在二氧化硅水分散液中充分

浸渍，然后在120~160℃干燥1h，重复此

操作三次；配制浓度为0.01~0.1g/ml的聚

氨酯溶液，按照1:50的体积比滴加碳酸丙

烯酯后混匀。在无水环境下，将纳米二氧

化硅浸渍处理后的膜放入聚氨酯溶液中浸

渍，然后120~160℃干燥1h，重复此操作

三次，最终得到复合隔膜。本方法制备的

隔膜能够阻挡有机电解液中微量水份与溶

解氧气向负极传质，防止正负极之间的交

互影响，防止锂片的腐蚀，提高锂空气电

池的循环性能；同时，制备工艺简单，生

产成本低，便于推广和应用。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种锂空气电池纳米复合隔膜的制备方法,其特征在于具体步骤为:

(1)分别量取168~300mL乙醇、51~90mL氨水和100~200mL去离子水,室温下依

次加入到1000mL的锥形瓶中混合均匀,随后在1min内滴加20~50mL正硅酸乙酯,

磁力搅拌反应24~72h后,反应产物用离心机在3000~5000r/min的转速下分离,然后

在所得固体沉积物中加入乙醇进行超声震荡再离心分离,该加入乙醇进行超声震荡

再离心分离的操作重复3次,最后取出固体沉积物,在120~160°C下干燥4~6h,制得

粉末状的纳米二氧化硅;

(2)称取步骤(1)制得的纳米二氧化硅分散到去离子水中,制得纳米二氧化硅质量百分

比浓度为20~70%的分散液,该分散液在超声分散后需立即使用;

(3)无水环境下称取聚氨酯,搅拌溶解于有机溶剂制成浓度为0.01~0.1g/mL的聚氨酯

溶液,同时按照碳酸丙烯酯与聚氨酯溶液的体积比为1:50滴加碳酸丙烯酯,所得混合

溶液超声分散后封闭保存备用;

(4)将玻璃纤维膜进行裁剪,再夹取放入步骤(2)制得并超声分散的分散液中充分浸渍,

然后在120~160°C下干燥1h,重复此充分浸渍和干燥操作3次,制得纳米二氧化硅玻

璃纤维复合膜;

(5)无水环境下,将步骤(4)制得的纳米二氧化硅玻璃纤维复合膜放入步骤(3)制得的混

合溶液中充分浸渍,然后在120~160°C下干燥1h,重复此充分浸渍和干燥操作3次,

即制得锂空气电池纳米复合隔膜;

所述聚氨酯为热塑性聚氨酯、热固性聚氨酯和聚氨酯弹性体中的一种;

所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜和四氢呋喃中的

一种;

所述玻璃纤维膜为Celgard-2400膜、尼龙66膜和硼硅酸盐玻璃纤维膜中的一种。

2.一种如权利要求1所述的制备方法制备的锂空气电池纳米复合隔膜,其特征在于该

锂空气电池纳米复合隔膜在锂空气电池中使用前,应在所用电解液中浸泡24h以上。

说明书

技术领域

本发明属于锂空气电池技术领域,具体涉及一种锂空气电池纳米复合隔膜的制备方

法。该膜可隔离有机电解液中微量水份、溶解氧及其他杂质进入负极室腐蚀锂片,

并具有一定