一种纤维隔膜及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种纤维隔膜，其特征在于，该隔膜中含有纤维i和纤维ii，所述纤维i和所述纤维ii杂序交错分布；所述纤维i为核壳结构纤维，所述纤维i的核层纤维的材料为由无机纳米粒子和高分子聚合物g复合形成的高分子聚合物g-无机纳米粒子复合物，形成所述纤维i的壳层纤维的材料以及形成所述纤维ii的材料均为高分子聚合物g；所述高分子聚合物g选自聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚芳醚砜酮和聚对苯二甲酸乙二醇中的至少一种；在所述纤维隔膜中，所述纤维i的重量含量高于所述纤维ii的重量含量，且所述纤维i的所述核层纤维的重量含量大于所述壳层纤维的重量含量。2.根据权利要求1所述的纤维隔膜，其中，在所述高分子聚合物g-无机纳米粒子复合物中，所述无机纳米粒子的含量为1-30重量％。3.根据权利要求1或2所述的纤维隔膜，其中，所述无机纳米粒子选自iia族金属的氧化物、iia族金属的硫酸盐、iia族金属的氢氧化物、ivb族金属的氧化物、iiia族金属的氧化物、水合氧化铝和二氧化硅中的至少一种；优选地，所述无机纳米粒子选自三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、二氧化锆、二氧化钛、水合氧化铝、硫酸钡和氢氧化镁中的至少一种；优选地，所述无机纳米粒子的平均粒径为10-200nm。4.根据权利要求1-3中任意一种所述的纤维隔膜，其中，所述纤维隔膜的平均厚度为20-40μm；优选地，所述纤维i的平均直径为1-2μm，以及所述纤维i的所述核层纤维的平均直径为100-1500nm。优选地，所述纤维ii的平均直径为0.5-2μm。5.一种制备纤维隔膜的方法，其特征在于，该方法包括：(1)将含有无机纳米粒子的分散液i和含有高分子聚合物g的分散液ii进行混合，得到含有高分子聚合物g和无机纳米粒子的分散液iii；(2)将含有高分子聚合物g的分散液iv和所述分散液iii分别引入至同轴静电纺丝装置的设置有外针头的存储器和设置有内针头的存储器中，将含有聚合物g的分散液v引入至设置有另一针头的存储器中，同时进行静电纺丝，以得到其中含有的纤维ii和纤维i彼此杂序交错分的隔膜前体，其中所述纤维i具有核壳结构；(3)将所述隔膜前体进行热压，得到所述纤维隔膜；所述高分子聚合物g选自聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚芳醚砜酮和聚对苯二甲酸乙二醇中的至少一种；控制所述分散液iii、所述分散液iv、所述分散液v的流量使得得到的所述纤维隔膜中，所述纤维i的重量含量高于所述纤维ii的重量含量，且所述纤维i的所述核层纤维的重量含量大于所述壳层纤维的重量含量。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述内针头的孔径为0.3-0.5mm，所述外针头的孔径为0.7-1.0mm；优选地，所述另一针头的孔径0.3-0.7mm。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，所述分散液iii、所述分散液iv、所述分散液v
的流速各自独立地选自1-10ml/h。8.根据权利要求5-7中任意一项所述的方法，其中，所述静电纺丝的条件包括：纺丝电压为15-30kv，接收距离为10-30cm，湿度为20-50％，温度为20-40℃；优选地，在步骤(3)中，所述热压的条件包括：温度为70-100℃，压强为3-7mpa，热压时间为1-3min。9.根据权利要求5-8中任意一项所述的方法，其中，所述无机纳米粒子选自iia族金属的氧化物、iia族金属的硫酸盐、iia族金属的氢氧化物、ivb族金属的氧化物、iiia族金属的氧化物、水合氧化铝和二氧化硅中的至少一种；优选地，所述无机纳米粒子选自三氧化二铝、氧化镁、二氧化硅、二氧化锆、二氧化钛、水合氧化铝、硫酸钡和氢氧化镁中的至少一种；优选地，所述无机纳米粒子的平均粒径为10-200nm。10.根据权利要求5-9中任意一项所述的方法，其中，在所述分散液iii中，以其中含有的所述高分子聚合物g和所述无机纳米粒子的总重量为基准，所述无机纳米粒子的含量为1-30重量％。11.由权利要求5-10中任意一项所述的方法制备得到的纤维隔膜。12.权利要求1-4和11中任意一项所述的纤维隔膜在锂离子电池中的应用。

技术总结
本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种纤维隔膜及其制备方法和应用，该隔膜中含有纤维I和纤维II，所述纤维I和所述纤维II杂序交错分布，所述纤维I为核壳结构纤维，所述纤维I的核层纤维的材料为由无机纳米粒子和高分子聚合物G复合形成的高分子聚合物G-无机纳米粒子复合物，形成所述纤维I的壳层纤维的材料以及形成所述纤维II的材料均为高分子聚合物G。本发明提供的隔膜具有优异的机械性能和较高的离子电导率。子电导率。


技术研发人员：夏清华 张杰 赵晓冬
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院
技术研发日：2021.04.30
技术公布日：2022/11/1