一种电池复合隔膜、制备方法及电池与流程

1.本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种电池复合隔膜、制备方法及电池。
技术背景
2.近年来，随着电子产品及电动汽车行业的快速发展，锂电池的能量密度面临着更大的挑战。以具有高比容量的锂金属替代传统石墨作为负极，可以大大提高电池的能量密度。然而在循环过程中容易形成锂枝晶问题，极大地阻碍了锂金属的商业化。
3.隔膜作为锂离子电池的核心组件之一，能够影响到电池的内部电阻、容量和使用寿命。隔膜的功能性设计可以对锂电池的综合性能产生重要影响。聚合物隔膜具有较高的机械强度和稳定的化学性质，然而聚合物隔膜存在润湿性较差，无法承受高温等问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电池复合隔膜的制备方法，该隔膜可以有效抑制锂枝晶，同时调控锂离子通量使其快速传输，成本低，性能稳定。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供一种电池复合隔膜，隔膜包括多孔聚丙烯酰胺、sio2纳米颗粒和聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物；其中，聚丙烯酰胺包覆在sio2纳米颗粒的外部，并使得sio2纳米颗粒位于聚丙烯酰胺中；聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物嵌入于多孔聚丙烯酰胺的孔中。
6.其中，sio2纳米颗粒的直径为50-100纳米，多孔聚丙烯酰胺的孔径为30-50nm。
7.其中，基于隔膜的质量，sio2纳米颗粒的质量分数为3-8％，优选地，sio2纳米颗粒的质量分数为5％。
8.本发明还包括第二种技术方案，一种制备上述电池复合隔膜的方法，包括以下步骤：
9.步骤一，以包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及分散的sio2纳米颗粒的前驱液，以冰模板作为磨板剂，使得冰模板生长，并同时采用紫外线低温辐射法使得前驱液发生反应，去除冰膜版，获得多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合膜；
10.步骤二，将聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物填充于pam/sio2纳米颗粒复合膜的孔中，获得复合隔膜pam/sio2@pvdf-hfp。
11.其中，将聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物填充于pam/sio2纳米颗粒复合膜的孔中，包括：利用重力与毛细效应将聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物填充于pam/sio2纳米颗粒复合膜的孔中。
12.其中，利用重力与毛细效应将聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物填充于pam/sio2纳米颗粒复合膜的孔中，包括：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物的溶液旋涂在pam/sio2复合膜上，静置10-12小时，利用重力与毛细效应实现聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物的填充；其中，旋涂所采用的旋涂机的转速为1000转/分钟，旋涂3-5次。
13.其中，以包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及分散的sio2纳米颗粒的前驱
液，以冰模板作为磨板剂，使得冰模板生长，并同时采用紫外线低温辐射法使得前驱液发生反应，去除冰膜版，获得多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合膜，包括：先将包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及分散的sio2纳米颗粒的前驱液旋涂在表面容器中，再将表面容器放入低温浴，使样品降温，形成聚合物中间体；采用冰模板法使冰晶在生长过程中把聚合物中间体的链条挤压出孔壁；然后采用紫外线低温辐射法，将孔壁的聚合物中间体进行化学交联，持续光照3～4小时后，孔壁位置处的聚合物中间体的之间就形成孔壁结构；采用冷冻干燥，使得冰晶升华，留下多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合膜。
14.其中，低温浴的温度为-15℃～-25℃。
15.其中，化学交联剂包括亚甲基双丙烯酰胺，光引发剂包括偶氮二异丁脒盐酸盐。
16.其中，紫外线波长范围为245-265nm。紫外线波长优选为254nm。
17.其中，旋涂在表面容器中的所采用的旋涂机的转速为3000转/分钟。
18.其中，sio2纳米颗粒：化学交联剂：光引发剂物质的量浓度之比为1000～1500：100：50：1。
19.本发明还包括第二种技术方案，一种电池，包括上述的电池复合隔膜。
20.本发明的优点和有益效果在于：
21.(1)本发明的电池复合隔膜，通过在聚丙烯酰胺内包覆有sio2纳米颗粒，使得隔膜具有耐高温的特性，多孔聚丙烯酰胺作为柔性的支撑模板。聚偏氟乙烯(pvdf)高分子聚合物由于c-f基团的存在使其不易受到破坏、耐腐蚀、与电解液兼容性好、在高温下性质稳定；聚偏氟乙烯具有阻燃性能；pvdf-hfp相比于pvdf，增加的六氟丙烯(hfp)片段在增加氟含量的同时，具有更低的结晶度，可增强锂离子电池的电解质吸收、提供大量的电荷载流子，有利于锂离子的迁移。pvdf-hfp高极性，低结晶度，高的介电常数和好的电解液润湿性。通过在多孔聚丙烯酰胺的孔中填充聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物，可以有效抑制锂枝晶，同时调控锂离子通量使其快速传输，成本低，性能稳定。望在新能源、储能隔膜材料上广泛应用
22.(2)本发明的电池复合隔膜的制备方法，制备过程简单，成本低、工艺可控性强、易操作、重复性好、可大规模制备等优势，在新能源、储能隔膜材料上有很好的应用前景。
附图说明
23.图1是本发明实施例电池复合隔膜的sem照片；
24.图2是本发明实施例电池复合隔膜的dft孔径分布图；
25.图3是本发明实施例电池复合隔膜的n2吸附-解吸等温线图；
26.图4是本发明实施例电池复合隔膜和商用聚丙烯celgard隔膜在0.5c倍率下的li/lfp电池的恒电流循环图；
27.图5是本发明实施例电池复合隔膜和商用聚丙烯celgard隔膜在li/lfp电池中的倍率性能图。
具体实施方式
28.以下结合实施例进一步说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中使用的手段，如无特别说明，均使用本领域常规的手段。
29.实施例1：
30.一种电池复合隔膜的制备方法如下：
31.步骤一，pam/sio2多孔复合隔膜的制备：采用冰模板法制作pam/sio2多孔复合隔膜。先将包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及高度分散的sio2纳米颗粒的前驱液旋涂在表面皿内，再将表面皿放入低温浴，使样品降温；采用冰模板法使冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；然后采用紫外线低温辐射法，将孔壁进行化学交联，持续光照3小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；最后采用冷冻干燥，让冰晶升华，留下多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合隔膜。
32.具体地，所述步骤一中低温浴的温度为-20℃；所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：sio2纳米颗粒：mbaa：v50物质的量浓度之比为1000：100：50：1；所述的紫外线波长为254nm；旋涂机的转速为3000转/分钟。
33.步骤二，pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的制备：利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充从而完成复合隔膜pam/sio2@pvdf-hfp的制备。先配置pvdf-hfp溶液(1g溶解在20ml dmac中磁力搅拌1小时)，然后将该溶液均匀旋涂在pam/sio2多孔复合隔膜上方，静置10小时，利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充；旋涂机的转速为1000转/分钟，旋涂3次。
34.经上述方法可制备得到pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜，隔膜包括多孔聚丙烯酰胺、sio2纳米颗粒和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(pvdf-hfp)聚合物；聚丙烯酰胺包覆在sio2纳米颗粒的外部，并使得sio2纳米颗粒位于聚丙烯酰胺中；所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物嵌入于所述多孔聚丙烯酰胺的孔中。本发明实施例中，sio2纳米颗粒的质量分数为5％，在其它实施例中，也可以控制sio2纳米颗粒的质量分数为3％-8％，如图1所示，sio2纳米颗粒的直径为50-100纳米。pam/sio2膜的孔径约为40nm，且分布均匀，在其它实施例中，也可以通过控制并模板的尺寸，使得pam/sio2膜的孔径在30-50nm内。pvdf-hfp填充在pam/sio2膜的孔道中。为了进一步验证pvdf-hfp在pam/sio2膜孔道中的填充情况，对pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜进行了bet测试，结果如图2所示。可以发现pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的bet比表面积仅为3.84m2/g，表明pvdf-hfp在pam/sio2膜孔道中占有较高的比例。pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的n2吸附曲线为典型的iii型等温线(图3)，表明该隔膜具有几乎无孔的吸附特性。隔膜中存在的少量的孔是由于pvdf-hfp的不完全填充或者pam/sio2膜表面的pvdf-hfp随溶剂的挥发而形成的。
35.本发明实施例还包括一种电池，电池包括上述的电池复合隔膜。电池包括锂离子电池。具体地，本发明一实施例中，将pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜应用于li/lfp全电池中进行电池性能测试。图4为使用商用聚丙烯celgard隔膜和pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜在0.5c倍率下的li/lfp电池的恒电流循环图。由图可知，采用pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的li/lfp电池的初始库伦效率为92.7％，远远高于采用商用聚丙烯celgard隔膜的电池(87.6％)，说明pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜对锂电解质具有更高的可逆性。在随后的360次循环中，复合隔膜的库伦效率始终接近100％，略高于使用celgard隔膜的电池。此外，本发明采用新型隔膜的电池显示了很高的放电容量(～150mah/g)，比celgard隔膜的电池放电容量(～140mah/g)更大。经过360次循环后，使用传统celgard隔膜的电池比放电容量降至83.8mah/g，容量保持率仅为60％。相比之下，使用pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的电池的
放电比容量仍可达到140mah/g，经过360次循环后，并具有接近100％的超高容量保持率，这表明pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜与金属锂负极和液态电解质相容性很好。此外，图5显示了采用商用聚丙烯celgard隔膜和pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的li/lfp电池的倍率性能。pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的电池在0.2c倍率下显示了～150mah/g的放电比容量，在2c倍率下显示了～75mah/g的放电比容量。而celgard隔膜的电池在0.2c和2c倍率下，分别显示了150mah/g和50mah/g的放电比容量，这表明了两种隔膜倍率性能的显著差异。当电流恢复到0.2c时，采用pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的电池的放电比容量几乎与原始0.2c速率时的相同，表明其循环可逆性优于采用celgard隔膜的电池。因此，pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜可以作为锂离子电池隔膜，可以改善电池的循环稳定性和高倍率性能。
36.实施例2
37.一种电池复合隔膜的制备方法如下：
38.步骤一，pam/sio2多孔复合隔膜的制备：采用冰模板法制作pam/sio2多孔复合隔膜。先将包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及高度分散的sio2纳米颗粒的前驱液旋涂在表面皿内，再将表面皿放入低温浴，使样品降温；采用冰模板法使冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；然后采用紫外线低温辐射法，将孔壁进行化学交联，持续光照3小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；最后采用冷冻干燥，让冰晶升华，留下多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合隔膜。
39.具体地，所述步骤一中低温浴的温度为-20℃；所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：sio2纳米颗粒：mbaa：v50物质的量浓度之比为1200：100：50：1；所述的紫外线波长为254nm；旋涂机的转速为3000转/分钟。
40.步骤二，pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的制备：利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充从而完成复合隔膜pam/sio2@pvdf-hfp的制备。先配置pvdf-hfp溶液(1g溶解在15ml dmac中磁力搅拌1小时)，然后将该溶液均匀旋涂在pam/sio2多孔复合隔膜上方，静置12小时，利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充；旋涂机的转速为1000转/分钟，旋涂4次。
41.所得产物的成分、结构和电池性能与实施例1基本一致。
42.实施例3
43.一种电池复合隔膜的制备方法如下：
44.步骤一，pam/sio2多孔复合隔膜的制备：采用冰模板法制作pam/sio2多孔复合隔膜。先将包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及高度分散的sio2纳米颗粒的前驱液旋涂在表面皿内，再将表面皿放入低温浴，使样品降温；采用冰模板法使冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；然后采用紫外线低温辐射法，将孔壁进行化学交联，持续光照4小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；最后采用冷冻干燥，让冰晶升华，留下多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合隔膜。
45.具体地，所述步骤一中低温浴的温度为-20℃；所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：sio2纳米颗粒：mbaa：v50物质的量浓度之比为1500：100：50：1；所述的紫外线波长为254nm；旋涂机的转速为3000转/分钟。
46.步骤二，pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的制备：利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充从而完成复合隔膜pam/sio2@pvdf-hfp的制备。先配置pvdf-hfp溶液(1g溶解在15ml dmac中磁力搅拌1小时)，然后将该溶液均匀旋涂在pam/sio2多孔复合隔膜上方，静置12小时，利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充；旋涂机的转速为1000转/分钟，旋涂5次。
47.所得产物的成分、结构和电池性能与实施例1基本一致。
48.实施例4
49.一种电池复合隔膜的制备方法如下：
50.步骤一，pam/sio2多孔复合隔膜的制备：采用冰模板法制作pam/sio2多孔复合隔膜。先将包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及高度分散的sio2纳米颗粒的前驱液旋涂在表面皿内，再将表面皿放入低温浴，使样品降温；采用冰模板法使冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；然后采用紫外线低温辐射法，将孔壁进行化学交联，持续光照4小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；最后采用冷冻干燥，让冰晶升华，留下多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合隔膜。
51.具体地，所述步骤一中低温浴的温度为-20℃；所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：sio2纳米颗粒：mbaa：v50物质的量浓度之比为1300：100：50：1；所述的紫外线波长为254nm；旋涂机的转速为3000转/分钟。
52.步骤二，pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的制备：利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充从而完成复合隔膜pam/sio2@pvdf-hfp的制备。先配置pvdf-hfp溶液(1g溶解在18ml dmac中磁力搅拌1小时)，然后将该溶液均匀旋涂在pam/sio2多孔复合隔膜上方，静置11小时，利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充；旋涂机的转速为1000转/分钟，旋涂4次。
53.所得产物的成分、结构和电池性能与实施例1基本一致。
54.实施例5
55.一种电池复合隔膜的制备方法如下：
56.步骤一，pam/sio2多孔复合隔膜的制备：采用冰模板法制作pam/sio2多孔复合隔膜。先将包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及高度分散的sio2纳米颗粒的前驱液旋涂在表面皿内，再将表面皿放入低温浴，使样品降温；采用冰模板法使冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；然后采用紫外线低温辐射法，将孔壁进行化学交联，持续光照3小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；最后采用冷冻干燥，让冰晶升华，留下多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合隔膜。
57.具体地，所述步骤一中低温浴的温度为-20℃；所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：sio2纳米颗粒：mbaa：v50物质的量浓度之比为1430：100：50：1；所述的紫外线波长为254nm；旋涂机的转速为3000转/分钟。
58.步骤二，pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的制备：利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充从而完成复合隔膜pam/sio2@pvdf-hfp的制备。先配置pvdf-hfp溶液(1g溶解在18ml dmac中磁力搅拌1小时)，然后将该溶液均匀旋涂在pam/sio2多孔复合隔膜上方，
静置12小时，利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充；旋涂机的转速为1000转/分钟，旋涂3次。
59.所得产物的成分、结构和电池性能与实施例1基本一致。
60.实施例6
61.一种电池复合隔膜的制备方法如下：
62.步骤一，pam/sio2多孔复合隔膜的制备：采用冰模板法制作pam/sio2多孔复合隔膜。先将包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及高度分散的sio2纳米颗粒的前驱液旋涂在表面皿内，再将表面皿放入低温浴，使样品降温；采用冰模板法使冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；然后采用紫外线低温辐射法，将孔壁进行化学交联，持续光照4小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；最后采用冷冻干燥，让冰晶升华，留下多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合隔膜。
63.具体地，所述步骤一中低温浴的温度为-15℃；所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：sio2纳米颗粒：mbaa：v50物质的量浓度之比为1000：100：50：1；所述的紫外线波长为245nm；旋涂机的转速为2800转/分钟。
64.步骤二，pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的制备：利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充从而完成复合隔膜pam/sio2@pvdf-hfp的制备。先配置pvdf-hfp溶液(1g溶解在15ml dmac中磁力搅拌1小时)，然后将该溶液均匀旋涂在pam/sio2多孔复合隔膜上方，静置10小时，利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充；旋涂机的转速为900转/分钟，旋涂3次。获得电池复合隔膜。
65.本发明提供，一种电池复合隔膜，隔膜包括多孔聚丙烯酰胺、sio2纳米颗粒和聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物；其中，聚丙烯酰胺包覆在sio2纳米颗粒的外部，并使得sio2纳米颗粒位于聚丙烯酰胺中；所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物嵌入于所述多孔聚丙烯酰胺的孔中。其中，sio2纳米颗粒的直径为50-100纳米，多孔聚丙烯酰胺的孔径为30nm。基于所述隔膜的质量，所述sio2纳米颗粒的质量分数为3％。
66.所得电池性能与实施例1基本一致。
67.实施例7
68.一种电池复合隔膜的制备方法如下：
69.步骤一，pam/sio2多孔复合隔膜的制备：采用冰模板法制作pam/sio2多孔复合隔膜。先将包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及高度分散的sio2纳米颗粒的前驱液旋涂在表面皿内，再将表面皿放入低温浴，使样品降温；采用冰模板法使冰晶在生长过程中把聚合物的链条挤压成松散的孔壁；然后采用紫外线低温辐射法，将孔壁进行化学交联，持续光照3小时后，聚合物链条之间就形成了比较稳定的孔壁；最后采用冷冻干燥，让冰晶升华，留下多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合隔膜。
70.具体地，所述步骤一中低温浴的温度为-25℃；所述的化学交联剂为亚甲基双丙烯酰胺(mbaa)，光引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐(v50)，其中丙烯酰胺：sio2纳米颗粒：mbaa：v50物质的量浓度之比为1500：100：50：1；所述的紫外线波长为265nm；旋涂机的转速为3500转/分钟。
71.步骤二，pam/sio2@pvdf-hfp复合隔膜的制备：利用重力与毛细效应实现聚合物
pvdf-hfp的填充从而完成复合隔膜pam/sio2@pvdf-hfp的制备。先配置pvdf-hfp溶液(1g溶解在20ml dmac中磁力搅拌1小时)，然后将该溶液均匀旋涂在pam/sio2多孔复合隔膜上方，静置12小时，利用重力与毛细效应实现聚合物pvdf-hfp的填充；旋涂机的转速为1100转/分钟，旋涂5次。
72.本发明提供，一种电池复合隔膜，隔膜包括多孔聚丙烯酰胺、sio2纳米颗粒和聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物；其中，聚丙烯酰胺包覆在sio2纳米颗粒的外部，并使得sio2纳米颗粒位于聚丙烯酰胺中；所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物嵌入于所述多孔聚丙烯酰胺的孔中。其中，sio2纳米颗粒的直径为50-100纳米，多孔聚丙烯酰胺的孔径为50nm。基于所述隔膜的质量，所述sio2纳米颗粒的质量分数为8％
73.所得产物电池性能与实施例1基本一致。
74.以上所述，仅是本发明的较佳实例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

技术特征：
1.一种电池复合隔膜，其特征在于，隔膜包括多孔聚丙烯酰胺、sio2纳米颗粒和聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物；其中，聚丙烯酰胺包覆在sio2纳米颗粒的外部，并使得sio2纳米颗粒位于聚丙烯酰胺中；所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物嵌入于所述多孔聚丙烯酰胺的孔中。2.根据权利要求1所述的电池复合隔膜，其特征在于，所述sio2纳米颗粒的直径为50-100纳米，多孔聚丙烯酰胺的孔径为30-50纳米。3.根据权利要求1所述的电池复合隔膜，其特征在于，基于所述隔膜的质量，所述sio2纳米颗粒的质量分数为3-8％，优选地，所述sio2纳米颗粒的质量分数为5％。4.一种制备权利要1-3所述的电池复合隔膜，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，以包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及分散的sio2纳米颗粒的前驱液，以冰模板作为磨板剂，使得冰模板生长，并同时采用紫外线低温辐射法使得前驱液发生反应，去除所述冰膜版，获得多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合膜；步骤二，将聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物填充于所述pam/sio2纳米颗粒复合膜的孔中，获得复合隔膜pam/sio2@pvdf-hfp。5.根据权利要求4所述的电池复合隔膜的方法，其特征在于，所述将聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物填充于所述pam/sio2纳米颗粒复合膜的孔中，包括：利用重力与毛细效应将所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物填充于所述pam/sio2纳米颗粒复合膜的孔中。6.根据权利要求5所述的电池复合隔膜的方法，其特征在于，所述利用重力与毛细效应将所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物填充于所述pam/sio2纳米颗粒复合膜的孔中，包括：将聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物的溶液旋涂在pam/sio2复合膜上，静置10-12小时，利用重力与毛细效应实现聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物的填充；其中，旋涂所采用的旋涂机的转速为900-1100转/分钟，旋涂3-5次。7.根据权利要求4所述的电池复合隔膜的方法，其特征在于，所述以包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及分散的sio2纳米颗粒的前驱液，以冰模板作为磨板剂，使得冰模板生长，并同时采用紫外线低温辐射法使得前驱液发生反应，去除所述冰膜版，获得多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合膜，包括：先将包含丙烯酰胺、化学交联剂、光引发剂以及分散的sio2纳米颗粒的前驱液旋涂在表面容器中，再将表面容器放入低温浴，使样品降温，形成聚合物中间体；采用冰模板法使冰晶在生长过程中把聚合物中间体的链条挤压出孔壁；然后采用紫外线低温辐射法，将孔壁的聚合物中间体进行化学交联，持续光照3～4小时后，孔壁位置处的聚合物中间体的之间就形成孔壁结构；采用冷冻干燥，使得冰晶升华，留下多孔结构的pam/sio2纳米颗粒复合膜。8.根据权利要求7所述的电池复合隔膜的方法，其特征在于，所述低温浴的温度为-15℃～-25℃；所述化学交联剂包括亚甲基双丙烯酰胺，所述光引发剂包括偶氮二异丁脒盐酸盐；所述紫外线波长范围为245-265nm，优选为254nm；所述旋涂在表面容器中的所采用的旋涂机的转速为2800～3500转/分钟。9.根据权利要求7所述的电池复合隔膜的方法，其特征在于，所述sio2纳米颗粒：化学交联剂：光引发剂物质的量浓度之比为1000～1500：100：50：1。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的电池复合隔膜。

技术总结
本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种电池复合隔膜、制备方法及电池，隔膜包括多孔聚丙烯酰胺、SiO2纳米颗粒和聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物；其中，聚丙烯酰胺包覆在SiO2纳米颗粒的外部，并使得SiO2纳米颗粒位于聚丙烯酰胺中；聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物嵌入于多孔聚丙烯酰胺的孔中。本发明的电池复合隔膜，制备过程简单，成本低、工艺可控性强、易操作、重复性好、可大规模制备等优势；隔膜具有较好的电解液润湿性，在清洁电化学能量储存上有很好的应用前景。的应用前景。的应用前景。


技术研发人员：叶达洲
受保护的技术使用者：杭州安嘉睿科技有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/9/14