CN111072950A - 聚芳醚酮聚合物合成方法、PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜制备方法及应用 - Google Patents

聚芳醚酮聚合物合成方法、PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

一种聚芳醚酮聚合物的合成方法，包括以下步骤：步骤1：在磁力搅拌器上安装带有回流装置和分水装置的三口烧瓶，并将烧瓶置于油浴锅中；步骤2：依次加入0.6546g的4,4′‑二氟二苯甲酮、1.0512 g的双酚芴、0.828 g的碳酸钾、10 ml的N,N‑二甲基乙酰胺溶液和10 ml的甲苯溶液；步骤3：缓慢升温到140 oC，并恒温回流4h，然后升高温度至175oC，反应5 h；步骤4：冷却至室温得粘稠固体，将粘稠固体用甲醇水溶液浸泡以清洗残余的有机溶剂，逐滴滴加到盐酸水溶液中得到沉淀，过滤；步骤5：固体在110 oC的真空干燥箱中干燥24h，得到聚芳醚酮聚合物，产率96%。本发明增强了热稳定性，对电解液具有良好的亲和性，对LIB的安全性和电化学性能表现出最好的性能效果。

Description

聚芳醚酮聚合物合成方法、PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜制备方 法及应用
技术领域
本发明属于锂离子电池隔膜的制备技术领域，尤其涉及耐热性聚芳醚酮（PAEK）聚合物的合成方法以及PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜的制备方法及其应用。
背景技术
锂离子电池（LIB）具有能量密度高、循环寿命长和无记忆效应等优点，已广泛应用于便携式电子设备和动力型设备，例如手机、数码相机和电动汽车。
锂离子电池隔膜被夹在正极片和负极片之间，允许锂离子（Li+）在充放电过程中快速转移并隔绝两个电极的直接接触以避免电池发生短路甚至爆炸。理想的LIB隔膜应具有高孔隙率，良好的电解液润湿性，增强的热稳定性和尺寸稳定性，低电阻，小厚度以及较强的机械性能。
目前，由于良好的结构稳定性、优异的机械强度和化学稳定性，聚丙烯（PP），聚乙烯（PE）及其衍生复合膜的聚烯烃类隔膜广泛应用于锂离子电池。然而，商用聚烯烃隔膜仍然存在许多缺点，例如孔隙率低、与液体电解质的相容性差以及热稳定性较差（PE和PP隔膜的熔点分别为135 oC和165 oC）。Celgard公司也制备了带热关闭功能的PP/PE/PP三层混合隔膜，当电池处于不良高温条件，中间的PE层在130 oC开始融化并阻塞微孔，从而阻止热量的进一步增加，也阻止正负极片的直接接触，避免电池短路甚至发生明火。
为了克服商业聚烯烃隔膜的缺点（特别是差的热稳定性），并开发新颖的高性能LIB隔膜。电池研究工作者在隔膜的制备技术以及开发新型聚合物膜方面已经进行了广泛的重要研究，例如拉伸技术、非溶剂诱导的相分离法、热诱导相分离法、溶剂蒸发诱导相分离法、表面接枝法、共混法和表面涂层工艺等。为了提高隔膜的热稳定性以及与电解液的亲和力，许多无机纳米颗粒（例如SiO2、TiO2、Al2O3、ZrO2）被用于改性多孔LIB隔膜。GuoqingDong等采用二氧化钛（TiO2）纳米壳通过表面碱性蚀刻和原位络合水解工艺涂覆聚酰亚胺（PI）纳米纤维膜，该复合隔板表现出优异的阻燃性，增强的热稳定性和改善的润湿性。同时，越来越多的高分子聚合物被制备成LIB多孔膜，例如聚（丙烯腈）（PAN）、聚（环氧乙烷）（PEO）、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）、聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚酰亚胺（PI）、聚醚酰亚胺（PEI）等。在一定程度上，上述聚合物膜容易被极性有机电解液体溶胀，不足以同时满足机械强度和热稳定性。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于：克服现有技术中锂离子电池隔膜热稳定性、机械强度低、易溶胀等缺陷，提出一种耐热性聚芳醚酮聚合物以及利用静电纺丝工艺制备的PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜，增强了热稳定性并改善了电化学性能，对电解液具有良好的亲和性，对LIB的安全性和电化学性能表现出最好的性能效果。
为了解决上述技术问题，本发明提出下列技术方案：一种耐热性聚芳醚酮聚合物的合成方法，包括以下步骤：
步骤1：在磁力搅拌器上安装带有回流装置和分水装置的三口烧瓶，并将烧瓶置于油浴锅中；
步骤2：依次加入0.6546g的4,4′-二氟二苯甲酮、1.0512 g的双酚芴、0.828 g的碳酸钾、10 ml的 N,N-二甲基乙酰胺溶液和10 ml的甲苯溶液；
步骤3：缓慢升温到140 oC，并恒温回流4h，然后升高温度至175oC，反应5 h；
步骤4：冷却至室温得粘稠固体，将粘稠固体用甲醇水溶液浸泡以清洗残余的有机溶剂，逐滴滴加到盐酸水溶液中得到沉淀，过滤；
步骤5：固体在110 oC的真空干燥箱中干燥24 h，得到聚芳醚酮聚合物，产率96%。为了解决上述技术问题，本发明提出下列技术方案：上述耐热性聚芳醚酮聚合物的合成方法得到的耐热性聚芳醚酮聚合物用于制备锂离子电池隔膜。
为了解决上述技术问题，本发明提出下列技术方案：一种用所述的耐热性聚芳醚酮聚合物制备聚芳醚酮膜纤维隔膜的方法，包括以下步骤：
步骤1：将经过真空干燥的PAEK聚合物溶解在无水NMP溶剂中制备重量浓度为8 wt％的均相聚合物溶液，并将其装入带有不锈钢针头的10 mL塑料注射泵中；
步骤2：在静电纺丝过程中，以0.5 mL h-1的速率推动装有步骤1得到的均相聚合物溶液的注射器的活塞，并在整个静电纺丝过程中向金属针头端施加20 kV的正高压；
步骤3：将制得的聚芳醚酮膜纤维隔膜在60oC真空烘箱中干燥24 h，以彻底去除残留的溶剂。
为了解决上述技术问题，本发明提出下列技术方案：所述的制备聚芳醚酮膜纤维隔膜的方法得到的聚芳醚酮膜纤维隔膜用作锂离子电池隔膜。
为了解决上述技术问题，本发明提出下列技术方案：一种用耐热性聚芳醚酮聚合物制备三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜的方法，包括以下步骤：
步骤1：将经过真空干燥的PAEK聚合物溶解在无水NMP溶剂中制备重量浓度为8 wt％的均相聚合物溶液，并将其装入带有不锈钢针头的10 mL塑料注射泵中；
步骤2：称取相对聚芳醚酮（PAEK）聚合物质量的5%的三氧化二铝粉末，与步骤1溶解好的聚芳醚酮溶液一起搅拌，组成含三氧化二铝成分的聚芳醚酮混合溶液；
步骤3：在静电纺丝过程中，以0.5 mL h-1的速率推动装有步骤2得到的混合溶液的注射器的活塞，并在整个静电纺丝过程中向金属针头端施加20 kV的正高压；
步骤3：将制得的三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜在60oC真空烘箱中干燥24 h，以彻底去除残留的溶剂。
为了解决上述技术问题，本发明提出下列技术方案：所述三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜的方法，得到的三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜用作锂离子电池隔膜。
与现有技术相比，本发明具有下列有益效果：聚芳醚酮（PAEK）聚合物是一类功能性聚合物材料，具有高的热稳定性和增强的化学稳定性。然而，PAEK聚合物不可溶于各种极性有机溶剂，极大地影响了其广泛的应用。Jing Li等通过引入一种新型的气相诱导混合法，制备了具有高离子电导率（1.68 mS cm-1）和有限溶解度的聚醚醚酮（PEEK）。
在本发明中，通过静电纺丝技术制备了三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜（即PAEK- Al2O3复合膜）。PAEK-Al2O3复合膜结合了晶型Al2O3纳米颗粒和PAEK功能聚合物的各自优点。因此，与商用聚烯烃隔膜相比，PAEK-Al2O3复合膜具有与有机电解液更好的亲和力，增强了热稳定性并改善了电化学性能。
PAEK- Al2O3复合膜对电解液具有良好的亲和性，这是由于其极性结构而产生的，该极性结构包含醚键（-O-）和羰基（-CO-）官能团以及结晶Al2O3纳米颗粒的亲电解液性。
更值得注意的是，由于PAEK-Al2O3复合膜具有刚性的分子链结构和无机盐优异的热稳定性，因此它们具有出色的耐热性，在150 oC时没有热收缩。
用PAEK-Al2O3复合膜组装的电池展现出超过158.2 mAh g-1的初始放电比容量。在25 oC温度和0.5 C的电流密度下，利用静电纺丝PAEK-Al2O3复合膜组装的电池显示出比PAEK和商用PP隔膜更好的循环保持率。
总之，PAEK-Al2O3复合膜对LIB的安全性和电化学性能表现出最好的性能效果。
附图说明
图1是耐热性聚芳醚酮（PAEK）聚合物的合成路径图。
图2是利用静电纺丝工艺制备的PAEK- Al2O3复合膜的制备方法路径图。
图3显示了静电纺丝多孔PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜和商用PP隔膜的TG曲线图。
图4是 PP隔膜（a）、PAEK膜（b）、PAEK-Al2O3复合膜（c）在25 oC和PP隔膜（d）、PAEK膜（e）、PAEK-Al2O3复合膜（f）在150 oC高温条件下放置1 h的热收缩测试图。
图5是干燥的PP隔膜（a）、PAEK膜（b）和PAEK-Al2O3复合膜（c）和润湿的PP隔膜（d）、PAEK膜（e）和PAEK-Al2O3 复合膜（f）的对比图。
图6是电解液浸润的PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜和商用PP隔膜的交流阻抗图谱。
图7是电池的LSV曲线（不锈钢|隔板|Li）。
图8是电池在25 °C和0.5 C的放电循环性能图。其中（a）是组装有不同隔膜的LIB的充放电曲线：（b）是PP隔膜，（c）是PAEK膜和（d）是PAEK-Al2O3复合膜。
具体实施方式
请参阅图1、本发明提出一种耐热性聚芳醚酮聚合物（即PAEK聚合物）的合成方法，包括以下步骤：
步骤1：在磁力搅拌器上安装带有回流装置和分水装置的三口烧瓶，并将烧瓶置于油浴锅中；
步骤2：依次加入0.6546g的4,4′-二氟二苯甲酮、1.0512 g的双酚芴、0.828 g的碳酸钾、10 ml的 N,N-二甲基乙酰胺溶液和10 ml的甲苯溶液；
步骤3：缓慢升温到140 oC，并恒温回流4h，然后升高温度至175oC，反应5 h；
步骤4：冷却至室温得粘稠固体，将粘稠固体用甲醇水溶液浸泡以清洗残余的有机溶剂，逐滴滴加到盐酸水溶液中得到沉淀，过滤；
步骤5：固体在110 oC的真空干燥箱中干燥24 h，得到聚芳醚酮聚合物，产率96%。上述耐热性聚芳醚酮聚合物（即PAEK聚合物）可以用来制备聚芳醚酮膜纤维隔膜（即PAEK膜）和三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜（即PAEK- Al2O3复合膜）。
本发明提出一种通过静电纺丝技术来制备聚芳醚酮膜纤维隔膜（即PAEK膜）的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将经过真空干燥的PAEK聚合物溶解在无水NMP溶剂中制备重量浓度为8 wt％的均相聚合物溶液，并将其装入带有不锈钢针头的10 mL塑料注射泵中；
步骤2：在静电纺丝过程中，以0.5 mL h-1的速率推动装有步骤1得到的均相聚合物溶液的注射器的活塞，并在整个静电纺丝过程中向金属针头端施加20 kV的正高压；
用铝箔包裹的收集滚筒和金属喷丝头之间的收集距离为20 cm，并且滚筒收集器以200rpm的速度旋转，PAEK膜的厚度大约控制在30 μm；
步骤3：将制得的PAEK膜在60oC真空烘箱中干燥24 h，以彻底去除残留的溶剂。
请参阅图2，本发明提出一种通过静电纺丝技术来制备三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜（即PAEK- Al2O3复合膜）的制备方法，包括以下步骤：
步骤1：将经过真空干燥的PAEK聚合物溶解在无水NMP溶剂中制备重量浓度为8 wt％的均相聚合物溶液，并将其装入带有不锈钢针头的10 mL塑料注射泵中；
步骤2：称取相对聚芳醚酮（PAEK）聚合物质量的5%的三氧化二铝粉末，与步骤1溶解好的聚芳醚酮溶液一起搅拌，组成含三氧化二铝成分的聚芳醚酮混合溶液；
步骤3：在静电纺丝过程中，以0.5 mL h-1的速率推动装有步骤2得到的混合溶液的注射器的活塞，并在整个静电纺丝过程中向金属针头端施加20 kV的正高压；用铝箔包裹的收集滚筒和金属喷丝头之间的收集距离为20 cm，并且滚筒收集器以200 rpm的速度旋转，PAEK- Al2O3复合膜的厚度大约控制在30 μm；
步骤3：将制得的PAEK- Al2O3复合膜在60oC真空烘箱中干燥24 h，以彻底去除残留的溶剂。
PAEK聚合物的合成实施例1
步骤1：在磁力搅拌器上安装带有回流装置和分水装置的三口烧瓶，并将烧瓶置于油浴锅中；
步骤2：依次加入0.6546 g的4,4′-二氟二苯甲酮、1.0512 g的 双酚芴、0.828 g的碳酸钾、10 ml N,N-二甲基乙酰胺溶液和10 ml 甲苯溶液；
步骤3：缓慢升温到140 oC，并恒温回流4h，然后升高温度至175oC，反应5 h；步骤4：冷却至室温得粘稠固体，将粘稠固体用甲醇水溶液浸泡以清洗残余的有机溶剂，逐滴滴加到盐酸水溶液中得到沉淀，过滤。
步骤5：固体在110 oC的真空干燥箱中干燥24 h，得到聚芳醚酮聚合物，产率96%。
应用上述的PAEK膜和PAEK- Al2O3复合膜制备锂离子电池正极材料的详细制备方法如下：将干燥的活性物质LiFePO4、导电添加剂乙炔黑（Super-P）和粘合剂PVDF一起置于NMP分散剂中混合，并磁力搅拌2小时形成浆料。LiFePO4、PVDF和乙炔黑的质量比为8:1:1，使用刮刀将正极浆料涂覆在平坦的铝箔集流体上。然后，将正极电极在80 oC的真空烘箱中加热12 h以完全蒸发溶剂。将干燥好的正极电极材料进一步冲压成直径为14 mm的圆片，其有效负载质量对应于约2.0 mAh cm-2的容量，负电极材料选择锂金属片。从国泰华荣有限公司（中国）购买含有1.0 M LiPF6的碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）和碳酸二甲酯（DMC）（1:1:1，v/v/v）混合电解液。通过将注入有机电解液的静电纺丝PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜分别夹在LiFePO4正极圆片和锂金属负极片之间，组装成CR2032型纽扣电池。另外，向常规的商用PP隔膜（Celgard 2400）注入相同含量的液体电解质，并组装成LIB进行电化学性能比较。以上所有电池的组装均在干燥的充满氩气的手套箱中进行。
锂离子电池隔膜性能表征
（1）LIB隔膜的热稳定性
LIB隔膜的热性能通过热重分析（TG）进行表征，图3显示了静电纺丝多孔PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜和商用PP隔膜的TG曲线。研究证明商用PP隔膜的热降解始于350 oC，而直到450oC才观察到PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜的热降解。此外，尽管经历了700 oC的高温，包括PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜在内的PAEK型隔膜仍显示出60%以上的残留质量，而此温度下商用PP隔膜已被彻底降解。与商业化的PP隔膜相比，PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜均表现出更好的热稳定性，这主要归因于其刚性的芳香环分子链结构，而PP是线性聚合物分子链结构。静电纺丝PAEK-Al2O3复合膜具有最佳的热稳定性，这是因为它结合了PAEK功能高分子材料和耐热的无机Al2O3纳米颗粒的优势。
隔膜的热尺寸稳定性紧密联系着LIB的安全性，隔膜应在异常升高的温度下仍然保持尺寸稳定性，以防止电极之间的热失控，并避免电池内/外部短路，膨胀甚至爆炸。图4描述的是静电纺丝PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜和商业PP隔膜在150 oC放置1 h的二维尺寸变化。热处理前后的PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜和PP隔膜的照片如图4所示。商用PP隔膜由于其固有的较差的热稳定性（熔点约为165 °C）而表现出较大的热收缩率。暴露于150 °C以上的温度下，也很容易引起颜色从白色变为半透明。因此，与商用PP隔膜组装的LIB在高温下可能容易遭受两个电极之间的直接接触。与PP隔膜的低热稳定性形成鲜明对比的是， PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜都表现出可忽略的热收缩率和颜色变化，因为它们具有高熔融温度的刚性分子结构。
（2）LIB隔膜的浸润性
为了在电池中获得较低的内部电阻，LIB隔膜应易于被液体电解质润湿，以便它可以吸收并保持足够的电解液。如图5所示，通过在每个隔膜的表面上快速滴入40 μL电解液，研究了静电纺丝PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜和商用PP隔膜的润湿性。 PP隔膜由于不能保持有机溶剂的能力和非极性分子链结构而不能完全被液体电解质润湿并产生液珠。相反，所有PAEK-Al2O3复合膜的表面均被电解质快速而完全润湿，这归因于这些膜具有相互连通的三维结构、高度多孔的网络空间结构以及分子链中含有丰富的极性官能团。该特性有利于通过LIB隔膜在电极之间传输锂离子，更好的锂离子传输可以增强电池的综合电化学性能。
（3）LIB隔膜的电化学性能
图6显示了由静电纺丝多孔PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜和商用PP隔膜制备的对称电池（即不锈钢/电解质浸泡的分离器/不锈钢）在25 ℃下测量的交流阻抗谱图。使用隔膜的本体电阻（Rb）计算相应隔膜的锂离子电导率，该本体电阻由交流阻抗实轴在高频率端截距的值确定。静电纺丝纤维无纺布PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜显示出比商业PP隔膜更低的本体电阻，PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜和PP隔膜的本体电阻分别为2.24、2.02和2.91 Ω。通过考虑不锈钢阻塞电极的面积和LIB隔膜的厚度，计算得出PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜的离子电导率分别为2.73和3.15 mS cm-1，远高于商业PP隔膜的离子电导率（0.66 mS cm-1）。锂离子传输随着多孔隔膜中存储的电解液量的增加而增加，因此提高了浸有电解液隔膜的锂离子传导性，另外，较高的孔隙率可以提供更多的通道用于锂离子传输并降低电阻。显然，PAEK-Al2O3复合膜由于与有机电解液的相容性更好而具有最大的离子电导率，这是由于电解液吸收率和隔膜的孔隙率综合影响所致。
电化学稳定性窗口对于评估LIB隔膜的电化学稳定性至关重要，通过线性扫描伏安法（LSV）测量装有静电纺丝PAEK膜，PAEK-Al2O3复合膜和商用PP隔膜的锂离子电池（不锈钢|隔膜|Li）的电化学稳定性。另外，在室温下，以0.1 mV s-1的扫描速率在0至6 V电压范围内执行LSV实验。如图7所示，相对于Li/Li+，当电压低于4.5 V时，未观察到LIB隔膜中任何组分的分解。高于5 V的电化学稳定性电压可使静电纺丝多孔纤维隔膜成为高压LIB应用的有前途的选择。
（4）LIB的电池性能
为了评估LIB隔膜在室温条件下的长期稳定性，在2.7 V至4.2 V的电压范围内以恒定的充电电流密度（0.5 C）测试了静电纺丝多孔PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜和商用PP隔膜组装的电池循环寿命。图8显示了在100个充放电循环中使用不同隔膜组装的电池的循环性能，在前20次循环充放电，组装有商用PP隔膜的电池的放电比容量从150.8 mAh g-1增加到152.1 mAh g-1。随着更多的循环完成，PP隔膜完全润湿，活性物质逐渐活化，经过100次充放电循环后，放电比容量变得稳定并缓慢下降，最终容量保持率为91.9%。与静电纺丝多孔PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜组装在一起的LIB的放电比容量比Celgard 2400膜组装的电池大，这是因为它们的孔隙率高，并且对液体电解质的亲和力更好。利用静电纺丝隔膜组装的LIB在100个循环中显示出更稳定的放电容量，并且由于电解液对静电纺丝隔膜具有足够的润湿性，因此100个循环后的LIB具有约94.3%的容量保持率。与静电纺丝的PAEK-Al2O3复合膜组装的LIB具有最高的放电容量，这与其最佳的离子电导率相对应。循环寿命测试表明，静电纺丝PAEK-Al2O3复合膜具有足够的化学和尺寸稳定性，可以用作LIB隔膜。
组装有静电纺丝PAEK膜、PAEK-Al2O3复合膜和商用PP隔膜的纽扣半电池在室温和0.5 C恒定电流下在第1、25、50、75和100次循环的恒电流充放电曲线如图8所示。所有电池的充电/放电曲线即使在100次充放电循环后仍具有良好的平稳性和重现性，而包含静电纺丝多孔PAEK-Al2O3复合膜的电池由于其离子电导率高而表现出最高的放电比容量。隔膜高孔隙率，与电解质的相容性好，则导致高的容量。LIB隔膜充分润湿并激活LiFePO4正极后，电池容量随着充放电循环次数（即第1、25、50、75和100次循环充放电）的增加而逐渐下降。商用PP隔膜和静电纺丝多孔PAEK膜和PAEK-Al2O3复合膜的初始放电比容量分别为150.8、154.4和156.6 mAh g-1。电池放电容量的变化与每个隔膜的离子电导率的趋势一致。

Claims (6)

1.一种聚芳醚酮聚合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在磁力搅拌器上安装带有回流装置和分水装置的三口烧瓶，并将烧瓶置于油浴锅中；
步骤2：依次加入0.6546g的4,4′-二氟二苯甲酮、1.0512 g的双酚芴、0.828 g的碳酸钾、10 ml的 N,N-二甲基乙酰胺溶液和10 ml的甲苯溶液；
步骤3：缓慢升温到140 oC，并恒温回流4h，然后升高温度至175oC，反应5 h；
步骤4：冷却至室温得粘稠固体，将粘稠固体用甲醇水溶液浸泡以清洗残余的有机溶剂，逐滴滴加到盐酸水溶液中得到沉淀，过滤；
步骤5：固体在110 oC的真空干燥箱中干燥24h，得到聚芳醚酮聚合物，产率96%。
2.如权利要求1所述的聚芳醚酮聚合物的合成方法，其特征在于，其方法得到的耐热性聚芳醚酮聚合物用于制备锂离子电池隔膜。
3.一种用权利要求1所述的聚芳醚酮聚合物制备聚芳醚酮膜纤维隔膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将经过真空干燥的PAEK聚合物溶解在无水NMP溶剂中制备重量浓度为8 wt％的均相聚合物溶液，并将其装入带有不锈钢针头的10 mL塑料注射泵中；
步骤2：在静电纺丝过程中，以0.5 mL h-1的速率推动装有步骤1得到的均相聚合物溶液的注射器的活塞，并在整个静电纺丝过程中向金属针头端施加20 kV的正高压；
步骤3：将制得的聚芳醚酮膜纤维隔膜在60oC真空烘箱中干燥24 h，以彻底去除残留的溶剂。
4.如权利要求3所述的制备聚芳醚酮膜纤维隔膜的方法，其特征在于，其方法得到的聚芳醚酮膜纤维隔膜用作锂离子电池隔膜。
5.一种用权利要求1所述的聚芳醚酮聚合物制备三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：将经过真空干燥的PAEK聚合物溶解在无水NMP溶剂中制备重量浓度为8 wt％的均相聚合物溶液，并将其装入带有不锈钢针头的10 mL塑料注射泵中；
步骤2：称取相对聚芳醚酮（PAEK）聚合物质量的5%的三氧化二铝粉末，与步骤1溶解好的聚芳醚酮溶液一起搅拌，组成含三氧化二铝成分的聚芳醚酮混合溶液；
步骤3：在静电纺丝过程中，以0.5 mL h-1的速率推动装有步骤2得到的混合溶液的注射器的活塞，并在整个静电纺丝过程中向金属针头端施加20 kV的正高压；
步骤3：将制得的三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜在60oC真空烘箱中干燥24 h，以彻底去除残留的溶剂。
6.如权利要求5所述的制备三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜的方法，其特征在于，其方法得到的三氧化二铝晶体掺杂的聚芳醚酮复合膜用作锂离子电池隔膜。
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