CN116695429B 一种改性海泡石纤维及其制备方法和阻燃复合聚合物固态电解质膜及其制备方法和应用 （贵阳学院）

一种改性海泡石纤维及其制备方法和阻燃本发明提供了一种改性海泡石纤维及其制备方法和阻燃复合聚合物固态电解质膜及其制与聚氧化乙烯制得的复合聚合物固态电解质膜固态电解质膜兼具良好的电化学性能和阻燃性2海泡石纤维的质量为聚氧化乙烯质量的1～20%;将海泡石纤维、氢氧化铝、磷酸和水混合，在pH值为4～5的条件将所述磷酸铝包覆海泡石纤维、硬脂酸钙和醇溶剂混合进行表2.根据权利要求1所述的阻燃复合聚合物固态电解质膜，其特征在于，所述海泡石纤3.根据权利要求1或2所述的阻燃复合聚合物固态在所述海泡石纤维分散液中滴加盐酸调节pH值为2～3，得到酸化的海泡石纤维分散反应的时间为30～50min；所述非均相沉淀反应在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速率为6.根据权利要求1或5所述的阻燃复合聚合物固态7.权利要求1～6任意一项所述阻燃复合聚合物固态电解质膜的制备方法，其特征在8.权利要求1～6任意一项所述阻燃复合聚合物固态电解质膜或权利要求7所述制备方法制备得到的阻燃复合聚合物固态电解质膜在锂离子电3解质膜及其制备方法和应用[0014]优选地，所述磷酸铝包覆海泡石纤维和硬脂酸钙的质量比为(4～5)：(0.02~4[0022]本发明提供了以上技术方案所述阻燃复合聚合物固态电解质膜或以上技术方案所述制备方法制备得到的阻燃复合聚合物固态电解质膜在锂离子电池中的应膜的阻燃性能，即所得聚氧化乙烯聚合物固态电解质膜兼具良好的电化学性能和阻燃性[0025]图1为纯海泡石纤维(SEP)与实施例1制备的磷酸铝包覆海泡石纤维(SEP@AlPO4)5[0026]图2为纯海泡石纤维(SEP)与实施例1制备的磷酸铝包覆海泡石纤维(SEP@AlPO4)[0029]图5为对比例1中纯PEO膜、对比例2中PEO/LiTFSI复合膜以及实施例7～10中PEO/[0030]图6为实施例7～10以及对比例2制得的电解质膜的交流阻抗谱，图6中(a)为阻塞[0032]图8为对比例2制备的PEO/LiTFSI电解质膜以及实施例8制备的PEO/LiTFSI/m_SEP@AlPO410电解质膜的SEM照片，图8中(a)LiTFSI/m_SEP@AlPO410电解质膜的SEM照片，(c)为PEO/LiTFSI/m_SEP@AlPO410电解质膜的[0040](b)在所述海泡石纤维分散液中滴加盐酸调节pH值为2～3，得到酸化的海泡石纤6~40min；所述非均相沉淀反应优选在搅拌的条件下进行，所述搅拌的速率优选为800~为无水乙醇；所述磷酸铝包覆海泡石纤维和硬脂酸钙的质量比优选为(4～5)：(0.02~~20优选为5～20更优选为10～15％。本发明提供的聚氧化乙烯聚合物固态电解质7[0051]本发明提供了以上技术方案所述阻燃复合聚合物电解质膜或以上技术方案所述[0052]下面结合实施例对本发明提供的改性海泡石纤维及其制备方法和阻燃复合聚合[0057]纯海泡石纤维(SEP)与对实施例1制备的磷酸铝包覆海泡石纤维SEP@AlPO4的扫描8[0066]称取4g实施例1制备的SEP@AlPO4、30mL无水乙醇和硬脂酸钙0.02g加入到三口烧[0068]称取4g实施例1制备的SEP@AlPO4、30mL无水乙醇和硬脂酸钙0.04g加入到三口烧[0070]称取4g实施例1制备的SEP@AlPO4、30mL无水乙醇和硬脂酸钙0.08g加入到三口烧9Si_O_Si键的特征峰强度有一定程度减弱，改性后SEP@AlPO4出现了硬脂酸钙1541cm__1、声振荡0.5h后，转移到手套箱中继续搅拌1h，然后称取双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)+)＝20声振荡0.5h后，转移到手套箱中继续搅拌1h，然后称取双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)+)＝20[0080]称取0.075g(15％)实施例6制备的改性包覆海泡石纤维分散在20mL乙腈溶液中，+)＝20[0083]称取0.1g(20％)实施例6制备的改声振荡0.5h后，转移到手套箱中继续搅拌1h，然后称取双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)+)＝20[0086]称取聚氧化乙烯(PEO)0.5g加入至20mL乙+)＝20[0091]利用手动冲片机将电解质膜裁切直径18mm和15mm的圆片装入密封袋放置在手套[0094]图5为对比例1中纯PEO膜、对比例2中PEO/LiTFSI复合膜以及实施例7～10中PEO/_SEP@AlPO4填充量的增加，此处的特征峰有所衰减，这说明m_SEP@AlPO4与PEO相互作用削减了PEO的特征峰强[0095]图5中(b)和表1分别为不同m_SEP@AlPO4含量的PEO/LiTFSI/m_SEP@A质膜的DSC曲线及数据。从图5中(b)可以看出各复合薄膜的玻璃化转变温度在_50℃左右，数据可看出，当m_SEP@AlPO4添加含量为10％时，m_SEP@AlPO4抑制复合薄膜的结晶最为明4的加入对复合薄膜的结晶起到一定的抑制作用。[0098]图6和表2为60℃下实施例7～10以及对比例2制得的电解质膜的交流阻抗谱及离表2可以看出，添加不同含量m_SEP@AlPO4后阻塞电池的阻抗值在一定范围内有减小的趋[0101]对以实施例7～10以及对比例2制备的电解质膜组装的CR2032纽扣电池(依次记为[0105]图7和表4为实施例7～10以及对比例1～2制备的PEO电解质膜的微型量热仪曲线出现了明显的下降，总的热释放量(THR)随着m_SEP@AlPO4添加量的增加电解质膜的阻燃性能有所下降，说明适当的加入m_SEP@AlPO4有利于提高电解质膜阻燃性能，为高安全性复合聚合物电解质膜提供了新的思路及[0108]图8为对比例2制备的PEO/LiTFSI电解质膜以及实施例8制备的PEO/LiTFSI/m_SEP@AlPO410电解质膜的SEM照片，图8中(a)LiTFSI/m_SEP@AlPO410电解质膜的SEM照片，(c)为PEO/LiTFSI/m_SEP@AlPO410电解质膜的截面照片。由图8中(a)和(b)可以看出，PEO/LiTFSI电解质膜