CN110534684A - 一种一维纳米线改性聚合物隔膜及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种一维纳米线改性聚合物隔膜及其制备方法与应用。所述制备方法为：(1)将一维纳米线分散于石蜡油中，然后加入硅烷偶联剂，在20～140℃下反应10～120min，得到分散液，过滤，得到固体粉末；(2)在220～240℃下将聚合物颗粒熔融，然后加入步骤(1)的分散液或固体粉末，反应10～120min；(3)采用湿法或干法单拉法制膜，得到一维纳米线改性聚合物隔膜。制得的隔膜安全性好、抗穿刺强度和拉伸强度高，具有较好的耐热性、孔隙率和离子电导率，可应用于锂电池领域。

Description

一种一维纳米线改性聚合物隔膜及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于新能源材料领域，具体涉及一种一维纳米线改性聚合物隔膜及其制备方法与应用。
背景技术
锂离子电池以其能量密度高、循环寿命长和电压高等优异的电性能被认为是最有发展前途的新能源动力形式之一，并成为当今二代电池的研究热点，广泛应用于手机、便携式电脑、照相机、摄像机以及电动汽车、电动自行车、大型动力电源等领域。锂电池的结构中，隔膜虽没有参与电池反应但却是关键的内层组件之一。锂离子电池隔膜一般是多孔聚合物薄膜，连接并隔开正极和负极材料，是电子的绝缘体，但允许锂离子快速通过，从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输，其性能的优劣决定着电池的界面结构和内阻隔膜的性能，直接影响着电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，因此隔膜性能的优劣对于提高锂离子电池的综合性能起到非常重要的作用。
总的来说，锂离子电池隔膜材料需具备以下特性：热关闭特性、抗穿刺强度、机械强度、热尺寸稳定性、电子绝缘性和离子导电性，电解质可润湿性和吸液保湿能力，膜孔均一性等。随着锂离子电池应用的推广，对锂离子电池隔膜的要求也越来越高，然而商业化的聚乙烯隔膜不能很好的满足市场需求，比如机械强度、抗穿刺强度、耐热性不够而引起的安全隐患。
为了提升锂离子电池隔膜的安全性能，使其满足市场需求，人们已经尝试了无机填料的添加、耐高温材料层的涂布、多层结构的隔膜化等各种方法。比如德国德固赛(Degussa)公司公开了专利号为US20110206971A的一种Separion陶瓷隔膜的制备方法，即在纤维素非织造布上复合氧化铝或其他无机物，Separion陶瓷隔膜体现了纤维素受热不易变形的特性，在200℃下不发生收缩和熔融现象，可提高动力电池的安全性，但是，该制备过程涉及的相转化法较复杂，费用高，而且隔膜复合强度无机涂层易脱落，从而造成安全隐患。
发明内容
为解决现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法。
本发明的另一目的在于提高上述方法制得的一种一维纳米线改性聚合物隔膜。该隔膜安全性好、抗穿刺强度和拉伸强度高，具有较好的耐热性、孔隙率以及离子电导率。
本发明的再一目的在于提供上述一种一维纳米线改性聚合物隔膜的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一维纳米线分散于石蜡油中，然后加入硅烷偶联剂，在20～140℃下反应10～120min，得到硅烷偶联剂改性一维纳米线分散液；
(2)在220～240℃下将聚合物颗粒熔融，然后加入步骤(1)的硅烷偶联剂改性一维纳米线分散液，反应10～120min，得到一维纳米线改性聚合物混合液；
(3)采用湿法将一维纳米线改性聚合物混合液进行制膜，得到一维纳米线改性聚合物隔膜；
其中，步骤(2)所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚偏氟乙烯(PVDF)中的至少一种；
所述聚合物颗粒与硅烷偶联剂改性一维纳米线分散液中硅烷偶联剂改性一维纳米线的质量比为10:1～1:10。
步骤(1)所述一维纳米线优选为一维碳纳米管、一维羟基磷灰石纳米线、一维凹凸棒纳米线、一维氢氧化铜纳米线、一维氧化硅纳米线和一维银纳米线中的一种或两种以上，所述一维纳米线的长度优选为50～3000nm，更优选为1000～3000nm，宽度优选为10～40nm，更优选为15～40nm。
步骤(1)所述一维纳米线和石蜡油的质量比优选为(0.01～1)：(0.01～1)；更优选为0.1：1。
步骤(1)所述分散的方式优选为搅拌或超声震荡，所述搅拌转速优选为8000～10000r/min；所述超声震荡的功率优选为400～500W；所述分散时间优选为0.1～24h，更优选为0.1～4h；温度优选为20～140℃，更优选为20～120℃。
步骤(1)所述硅烷偶联剂与一维纳米线的质量比优选为(0.0001～2)：1；更优选为(0.11～2)：1。
步骤(1)所述硅烷偶联剂优选为KH550、KH560和KH570中的一种或两种以上。
步骤(1)所述反应温度优选为20～120℃；反应时间优选为10～60min。
步骤(2)所述聚合物颗粒与硅烷偶联剂改性一维纳米线分散液中硅烷偶联剂改性一维纳米线的质量比优选为6～10：1。
步骤(2)所述反应时间优选为10～20min。
步骤(3)所述湿法即为热致相分离法，所述湿法为本领域常规工艺方法。
一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将一维纳米线分散于石蜡油中，然后加入硅烷偶联剂，在20～140℃下反应10～120min，得到硅烷偶联剂改性一维纳米线分散液；过滤，得到硅烷偶联剂改性一维纳米线；
(2)在220～240℃下将聚合物颗粒熔融，然后加入步骤(1)的硅烷偶联剂改性一维纳米线，反应10～120min，得到一维纳米线改性聚合物混合物；
(3)采用干法单拉法将一维纳米线改性聚合物混合物进行制膜，得到一维纳米线改性聚合物隔膜；
其中，所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚偏氟乙烯(PVDF)中的至少一种；
所述聚合物颗粒与硅烷偶联剂改性一维纳米线的质量比为10:1～1:10。
步骤(1)所述一维纳米线优选为一维碳纳米管、一维羟基磷灰石纳米线、一维凹凸棒纳米线、一维氢氧化铜纳米线、一维氧化硅纳米线和一维银纳米线中的一种或两种以上，所述一维纳米线的长度优选为50～3000nm，更优选为1000～3000nm，宽度优选为10～40nm，更优选为15～40nm。
步骤(1)所述一维纳米线和石蜡油的质量比优选为(0.01～1)：(0.01～1)；更优选为0.1：1。
步骤(1)所述分散的方式优选为搅拌或超声震荡，所述搅拌转速优选为8000～10000r/min；所述超声震荡的功率优选为400～500W；所述分散时间优选为0.1～24h，更优选为0.1～4h；温度优选为20～140℃，更优选为20～120℃。
步骤(1)所述硅烷偶联剂与一维纳米线的质量比优选为(0.0001～2)：1；更优选为(0.11～2)：1。
步骤(1)所述硅烷偶联剂优选为KH550、KH560和KH570中的一种或两种以上。
步骤(1)所述反应温度优选为20～120℃；反应时间优选为10～60min。
步骤(2)所述聚合物颗粒与硅烷偶联剂改性一维纳米线的质量比优选为5～10：1。
步骤(2)所述反应时间优选为10～20min。
步骤(3)所述干法单拉法为本领域常规工艺方法。
上述方法制得的一种一维纳米线改性聚合物隔膜。
所述一维纳米线改性聚合物隔膜的分子结构中含有大量诸如羟基、酚羟基、羧基、氨基等带负电荷的活性基团，改善了聚合物隔膜的亲水性；所述隔膜为一种多孔膜。
所述一维纳米线改性聚合物隔膜的厚度优选为6～50μm，更优选为6～20μm，孔隙率的体积百分比优选为35～52％。
上述一种一维纳米线改性聚合物隔膜在锂离子电池领域中的应用。
所述应用优选为用作锂电池隔膜。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
(1)本发明所述一维纳米线改性聚合物隔膜，在聚乙烯隔膜中引入大量诸如羟基、酚羟基、羧基、氨基等带负电荷活性基团，同时改善了基体膜的亲水性。
(2)本发明所述一维纳米线改性聚合物隔膜中，一维纳米线与聚合物之间通过静电作用和氢键结合，使得其结合力增强，使用过程中不容易脱落。
(3)本发明制得隔膜中，一维纳米线的长度为500～3000nm，宽度为10～40nm，一维纳米线与聚合物之间形成架接网络结构，不会堵塞基体膜的膜孔，从而保证改性隔膜的孔隙率及离子电导率。
(4)本发明所述一维纳米线具有良好的机械强度，能大大提高复合隔膜的抗穿刺强度和拉伸强度，且对基体膜的耐热性也有一定的提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
本申请实施例中所述湿法制膜工艺和干法单拉法制膜工艺均按照本领域常规工艺参数进行；所述孔隙率均按照体积百分比算；所述离子电导率的测试方法为本领域常规方法。
实施例1
一种碳纳米管改性聚乙烯隔膜(20μm，孔隙率42vol％)
上述碳纳米管改性聚乙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长为2000nm、宽为15nm的一维碳纳米管通过高速搅拌(10000r/min)的方式分散于石蜡油中，一维碳纳米管与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为20℃，时间为0.1h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH560按照与第一步分散液的质量比1：85逐渐滴入第一步分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至20℃，保温10min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)将聚乙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第二步所得的分散液，其中分散液中硅烷偶联剂改性一维纳米线与聚乙烯颗粒的质量比为1：10，反应条件为加热至220℃，保温10min，得到一维纳米线聚乙烯混合液；
(4)采用热致相分离(湿法制膜工艺)的方法将步骤(3)一维纳米线聚乙烯混合液进行制膜，得到一维碳纳米管改性聚乙烯隔膜。
实施例2
一种羟基磷灰石改性聚乙烯隔膜(10μm，孔隙率42vol％)
上述羟基磷灰石改性聚乙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长为1000nm、宽为20nm的一维羟基磷灰石纳米线通过高速搅拌(9000r/min)的方式分散于石蜡油中，一维羟基磷灰石纳米线与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为50度，时间为0.3h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH570按照与第一步分散液的质量比1：90逐渐滴入第一步分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至40℃，保温30min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)将聚乙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第二步所得的分散液，其中分散液中硅烷偶联剂改性一维纳米线与聚乙烯颗粒的质量比为1：6，反应条件为加热至220℃，保温20min，得到一维纳米线聚乙烯混合液；
(4)采用热致相分离(湿法制膜工艺)的方法将步骤(3)一维纳米线聚乙烯混合液进行制膜，制备羟基磷灰石改性聚乙烯隔膜。
实施例3
一种凹凸棒改性聚乙烯隔膜(6μm，孔隙率46vol％)
上述凹凸棒改性聚乙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长为500nm、宽为40nm的一维凹凸棒纳米线通过高速搅拌(8000r/min)方式分散于石蜡油中，一维凹凸棒纳米线与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为80℃，时间为1h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH550按照与第一步分散液的质量比1：95逐渐滴入第一步分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至80℃，保温30min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)将聚乙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第二步所得的分散液，其中分散液中硅烷偶联剂改性一维纳米线与聚乙烯颗粒的质量比为1：8，反应条件为加热至220℃，保温20min，得到一维纳米线聚乙烯混合液；
(4)采用热致相分离(湿法制膜工艺)的方法将步骤(3)一维纳米线聚乙烯混合液进行制膜，制备凹凸棒改性聚乙烯隔膜。
实施例4
一种氢氧化铜纳米线改性聚乙烯隔膜(20μm，孔隙率35vol％)
上述氢氧化铜纳米线改性聚乙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长为2500nm、宽为35nm的一维氢氧化铜纳米线通过超声震荡(500w)的方式分散于石蜡油中，一维氢氧化铜纳米线与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为140℃，时间为4h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH570按照与第一步分散液的质量比1：90滴入第一步分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至120℃，保温60min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)将聚乙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第二步所得的分散液，其中分散液中硅烷偶联剂改性一维纳米线与聚乙烯颗粒的质量比为1：8，反应条件为加热至220℃，保温20min，得到一维纳米线聚乙烯混合液；
(4)采用热致相分离(湿法制膜工艺)的方法将步骤(3)一维纳米线聚乙烯混合液进行制膜，制备氢氧化铜纳米线改性聚乙烯隔膜。
实施例5
一种氧化硅纳米线改性聚乙烯隔膜(13μm，孔隙率52vol％)
上述氧化硅纳米线改性聚乙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长为3000nm、宽为40nm的一维氢氧化铜纳米线通过超声震荡(500w)的方式分散于石蜡油中，一维氢氧化铜纳米线与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为140℃，时间为4h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH560按照与第一步分散液的质量比1：50滴入第一步分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至120℃，保温60min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)将聚乙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第二步所得的分散液，其中分散液中硅烷偶联剂改性一维纳米线与聚乙烯颗粒的质量比为1：7，反应条件为加热至220℃，保温20min，得到一维纳米线聚乙烯混合液；
(4)采用热致相分离(湿法制膜工艺)的方法将步骤(3)一维纳米线聚乙烯混合液进行制膜，制备氧化硅纳米线改性聚乙烯隔膜。
实施例6
一种银纳米线改性聚乙烯隔膜(20μm，孔隙率35vol％)
上述银纳米线改性聚乙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将银纳米线分散于石蜡油中
将长为1000nm、宽为20nm的一维银纳米线通过超声震荡(400w)的方式分散于石蜡油中，一维银纳米线与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为140℃，时间为4h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH550按照与第一步分散液的质量比1：100逐渐滴入第一步分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至120℃，保温60min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)将聚乙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第二步所得的分散液，其中分散液中硅烷偶联剂改性一维纳米线与聚乙烯颗粒的质量比为1：6，反应条件为加热至220℃，保温20min，得到一维纳米线聚乙烯混合液；
(4)采用热致相分离(湿法制膜工艺)的方法将步骤(3)一维纳米线聚乙烯混合液进行制膜，制备银纳米线改性聚乙烯隔膜。
实施例1～6所制得的一维纳米线改性聚乙烯隔膜和商业聚乙烯隔膜(购买于深圳市星源材质科技股份有限公司，SW515D)的性能见表1。
表1一维纳米线改性聚乙烯隔膜的性能
实施例7
一种碳纳米管改性聚丙烯隔膜(20μm，孔隙率42vol％)
上述碳纳米管改性聚丙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长1000nm、宽为20nm的一维碳纳米管通过高速搅拌(10000r/min)的方式分散于石蜡油中，一维碳纳米管和石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为20℃，时间为0.1h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH550按照与上述分散液的质量比为1:100逐渐滴入上述分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至20℃，保温反应10min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)采用过滤的方式将第二步的液体过滤除去，留下固体粉末；
(4)将聚丙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第三步所得的固体粉末，其中固体粉末与聚丙烯颗粒的质量比为1：10，反应条件为加热至220℃，保温反应10min，得到一维纳米线聚丙烯混合物；
(5)采用干法单拉制膜工艺的方法将步骤(3)的一维纳米线聚丙烯混合物进行制膜，获得一维碳纳米管改性聚丙烯隔膜。
实施例8
一种羟基磷灰石改性聚丙烯隔膜(10μm，孔隙率42vol％)
上述羟基磷灰石改性聚丙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长为50nm、宽为15nm的一维羟基磷灰石纳米线通过高速搅拌(8000r/min)的方式分散于石蜡油中，一维羟基磷灰石纳米线与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为50℃，时间为0.3h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH560按照与上述分散液的质量比为0.1:1逐渐滴入上述分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至40℃，保温30min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)采用过滤的方式将第二步的液体过滤除去，留下固体粉末；
(4)将聚丙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第三步所得的固体粉末，其中固体粉末与聚丙烯颗粒的质量比为1：8，反应条件为加热至220℃，保温20min，得到一维纳米线聚丙烯混合物；
(5)采用干法单拉制膜工艺的方法将步骤(3)的一维纳米线聚丙烯混合物进行制膜，获得羟基磷灰石改性聚丙烯隔膜。
实施例9
一种凹凸棒改性聚丙烯隔膜(6μm，孔隙率46vol％)
上述凹凸棒改性聚丙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长为2000nm、宽为40nm的一维凹凸棒纳米线通过高速搅拌(9000r/min)的方式分散于石蜡油中，凹凸棒与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为80℃，时间为1h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH570按照与上述分散液的质量比为1:90逐渐滴入上述分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至80℃，保温30min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)采用过滤的方式将第二步的液体过滤除去，留下固体粉末；
(4)将聚丙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第三步所得的固体粉末中，其中固体粉末与聚丙烯颗粒的质量比为1：5，反应条件为加热至220℃，保温20min，得到一维纳米线聚丙烯混合物；
(5)采用干法单拉制膜工艺的方法将步骤(3)的一维纳米线聚丙烯混合物进行制膜，获得凹凸棒改性聚丙烯隔膜。
实施例10
一种氢氧化铜纳米线改性聚丙烯隔膜(20μm，孔隙率35vol％)
上述氢氧化铜纳米线改性聚丙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长为50nm、宽为10nm的一维氢氧化铜纳米线通过超声震荡(300w)的方式分散于石蜡油中，一维氢氧化铜纳米线与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为120℃，时间为4h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH550按照与上述分散液的质量比为1：80逐渐滴入上述分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至120℃，保温60min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)采用过滤的方式将第二步的液体过滤除去，留下固体粉末；
(4)将聚丙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第三步所得的固体粉末，其中固体粉末与聚丙烯颗粒的质量比为1:10，反应条件为加热至220℃，保温20min，得到一维纳米线聚丙烯混合物；
(5)采用干法单拉制膜工艺的方法将步骤(3)的一维纳米线聚丙烯混合物进行制膜，获得氢氧化铜纳米线改性聚丙烯隔膜。
实施例11
一种氧化硅纳米线改性聚丙烯隔膜(13μm，孔隙率52vol％)
上述氧化硅纳米线改性聚丙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长为2000nm、宽为20nm的一维氢氧化铜纳米线通过超声震荡(500w)的方式分散于石蜡油中，一维氢氧化铜纳米线与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为120℃，时间为2h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH550按照与上述分散液的质量比为1：100逐渐滴入上述分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至120℃，保温60min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)采用过滤的方式将第二步的液体过滤除去，留下固体粉末；
(4)将聚丙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第三步所得的固体粉末，其中固体粉末与聚丙烯颗粒的质量比为1：7，反应条件为加热至220℃，保温20min，得到一维纳米线聚丙烯混合物；
(5)采用干法单拉制膜工艺的方法将步骤(3)的一维纳米线聚丙烯混合物进行制膜，获得氧化硅纳米线改性聚丙烯隔膜。
实施例12
一种银纳米线改性聚丙烯隔膜(20μm，孔隙率35vol％)
上述银纳米线改性聚丙烯隔膜的制备方法，具体步骤如下：
(1)将长为1000nm、宽为30nm的一维银纳米线通过超声震荡(400w)的方式分散于石蜡油中，一维银纳米线与石蜡油的质量比为0.1，分散的条件为：温度为110℃，时间为1.5h，得到分散液；
(2)将硅烷偶联剂KH560按照与上述分散液的质量比为1：85逐渐滴入上述分散液中，一边滴入，一边搅拌，采用油浴加热，硅烷偶联剂反应的条件为加热至120℃，保温60min，得到含硅烷偶联剂改性一维纳米线的分散液；
(3)采用过滤的方式将第二步的液体过滤除去，留下固体粉末；
(4)将聚丙烯颗粒于220℃下熔融，然后加入第三步所得的固体粉末，其中固体粉末与聚丙烯颗粒的质量比为1：5，反应条件为加热至220℃，保温20min，得到一维纳米线聚丙烯混合物；
(4)采用干法单拉制膜工艺的方法将步骤(3)的一维纳米线聚丙烯混合物进行制膜，获得银纳米线改性聚丙烯隔膜。
实施例7～12所制得的一维纳米线改性聚丙烯隔膜和商业聚丙烯隔膜(购买于深圳市星源材质科技股份有限公司，SD152)的性能见表2。
表2一维纳米线改性聚丙烯隔膜的性能
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将一维纳米线分散于石蜡油中，然后加入硅烷偶联剂，在20～140℃下反应10～120min，得到硅烷偶联剂改性一维纳米线分散液；
(2)在220～240℃下将聚合物颗粒熔融，然后加入步骤(1)的硅烷偶联剂改性一维纳米线分散液，反应10～120min，得到一维纳米线改性聚合物混合液；
(3)采用湿法将一维纳米线改性聚合物混合液进行制膜，得到一维纳米线改性聚合物隔膜；
其中，步骤(2)所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯和聚偏氟乙烯中的至少一种；
所述聚合物颗粒与硅烷偶联剂改性一维纳米线分散液中硅烷偶联剂改性一维纳米线的质量比为10:1～1:10。
2.一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将一维纳米线分散于石蜡油中，然后加入硅烷偶联剂，在20～140℃下反应10～120min，得到硅烷偶联剂改性一维纳米线分散液；过滤，得到硅烷偶联剂改性一维纳米线；
(2)在220～240℃下将聚合物颗粒熔融，然后加入步骤(1)的硅烷偶联剂改性一维纳米线，反应10～120min，得到一维纳米线改性聚合物混合物；
(3)采用干法单拉法将一维纳米线改性聚合物混合物进行制膜，得到一维纳米线改性聚合物隔膜；
其中，所述聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯和聚偏氟乙烯中的至少一种；
所述聚合物颗粒与硅烷偶联剂改性一维纳米线的质量比为10:1～1:10。
3.根据权利要求1或2所述一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述一维纳米线为一维碳纳米管、一维羟基磷灰石纳米线、一维凹凸棒纳米线、一维氢氧化铜纳米线、一维氧化硅纳米线和一维银纳米线中的一种或两种以上，所述一维纳米线的长度为50～3000nm，宽度为10～40nm。
4.根据权利要求3所述一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述硅烷偶联剂与一维纳米线的质量比为(0.0001～2)：1；所述一维纳米线和石蜡油的质量比为(0.01～1)：(0.01～1)。
5.根据权利要求4所述一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述硅烷偶联剂为KH550、KH560和KH570中的一种或两种以上；所述硅烷偶联剂与一维纳米线的质量比(0.11～2)：1。
6.根据权利要求4所述一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述分散的方式为搅拌或超声震荡，所述搅拌转速为8000～10000r/min，所述超声震荡的功率为400～500W；所述分散时间为0.1～24h，温度为20～140℃；
步骤(1)所述反应温度为20～120℃；反应时间为10～60min；步骤(2)所述反应时间为10～20min。
7.根据权利要求1所述一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述聚合物颗粒与硅烷偶联剂改性一维纳米线分散液中硅烷偶联剂改性一维纳米线的质量比为6～10：1。
8.根据权利要求2所述一种一维纳米线改性聚合物隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述聚合物颗粒与硅烷偶联剂改性一维纳米线的质量比为5～10：1。
9.权利要求1～8任一项所述方法制得的一种一维纳米线改性聚合物隔膜。
10.权利要求9所述一种一维纳米线改性聚合物隔膜在锂离子电池领域中的应用。
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