本發(fā)明屬于鈉離子電池隔膜，尤其涉及一種金屬有機框架隔膜的制備方法。

背景技術：

1、鈉離子電池是一種二次電池(充電電池)，其工作原理與鋰離子電池相似，主要依靠鈉離子在正極和負極之間移動來工作。鈉離子電池主要由正負極材料、電解質(zhì)、隔膜和正負極外殼構(gòu)成。

2、隨著鈉電池技術的飛速發(fā)展，更高能量密度的鈉離子電池的開發(fā)勢在必行。高能量密度的鈉離子電池，要求更高的離子傳輸速率，鈉電池隔膜的鈉離子遷移速率和離子電導率，直接影響鈉離子電池的電化學性能和安全性能。但是目前的鈉電池隔膜的鈉離子遷移速率和離子電導率不夠理想。因此，迫切需要一種具有高離子遷移速率和離子電導率的隔膜，同時滿足熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性，較好的電解液浸潤性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的以上問題，提供一種金屬有機框架隔膜的制備方法，所制備的金屬有機框架隔膜應用于鈉離子電池中，可提高離子遷移速率和離子電導率。

2、為實現(xiàn)上述技術目的，達到上述技術效果，本發(fā)明通過以下技術方案實現(xiàn)：

3、一種金屬有機框架隔膜的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

4、s1：制備多級孔mil-101-fe

5、將鐵鹽和對苯二甲酸加入到n，n-二甲基甲酰胺中，再加入去離子水，攪拌均勻后，制備混合液，將混合液轉(zhuǎn)移至微波反應釜中晶化8-24h，制備得棕黃色膠狀物，微波反應釜冷卻至室溫，將微波反應釜內(nèi)的棕黃色膠狀物取出，分別使用n，n-二甲基甲酰胺溶液和甲醇溶液對棕黃色膠狀物洗滌，洗滌后，轉(zhuǎn)移至恒溫箱中進行干燥，干燥后得到多級孔mil-101-fe；

6、s2：制備mil-101-fe/pp隔膜

7、將多級孔mil-101-fe置于pvdf-hfp/nmp溶液中，充分攪拌后形成混合均勻液，將該混合均勻液涂覆于聚丙烯隔膜上，經(jīng)干燥后制備得mil-101-fe/pp隔膜。

8、進一步地，步驟s1中，所述鐵鹽為fecl3-6h2o、fe2(so4)3-9h2o、fe(no3)3-9h2o和fe(ch3coo)2-4h2o中的任意一種或多種按照任意比例混合。

9、進一步地，混合液中，鐵鹽和對苯二甲酸的摩爾濃度比為2：(1-2)；

10、混合液中，對苯二甲酸的摩爾濃度為0.10-0.20mol/l。

11、進一步地，混合液中，去離子水和n，n-二甲基甲酰胺的體積比為(0.05-0.67)：1。

12、進一步地，微波反應釜晶化過程中，晶化溫度為120-200℃。

13、進一步地，步驟s1中，分別使用n，n-二甲基甲酰胺溶液和甲醇溶液對棕黃色膠狀物洗滌具體流程為：先使用n，n-二甲基甲酰胺溶液對棕黃色膠狀物進行洗滌，洗滌次數(shù)為3次，再使用甲醇溶液進行洗滌，洗滌次數(shù)為3次。

14、進一步地，步驟s1中，恒溫箱干燥過程中，干燥溫度為100-150℃，干燥時間為8-12h。

15、進一步地，步驟s2中，混合均勻液中，多級孔mil-101-fe與pvdf-hfp/nmp溶液的質(zhì)量比為(1-3)：(0.5-2)。

16、進一步地，pvdf-hfp/nmp溶液的質(zhì)量濃度為5-10％。

17、進一步地，步驟s2中，干燥溫度為50-70℃。

18、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、1、本發(fā)明提供的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，在聚丙烯隔膜表面涂覆有一層含多級孔金屬有機框架結(jié)構(gòu)的mil-101-fe功能性涂層，由于金屬有機框架材料mof內(nèi)部的納米通道和帶有負電荷的顆粒間隙通道會限制陰離子的遷移，使得制備的隔膜鈉離子的遷移數(shù)提高，從而提高鈉離子遷移速率和離子電導率，提高電池的倍率性能。

20、2、本發(fā)明提供的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，制備過程中，采用微波反應釜進行晶化，利用微波輻射的非接觸式加熱特性有助于實現(xiàn)反應體系的均勻加熱，從而提高產(chǎn)物的質(zhì)量和結(jié)晶性；微波加熱能夠在較低的溫度和較短的時間內(nèi)完成合成反應，相比傳統(tǒng)的水熱法或溶劑熱，微波輔助合成更加高效節(jié)能，微波輔助合成產(chǎn)品可以更容易從反應體系中分離出來，且?guī)缀鯖]有副產(chǎn)物，由此可簡化處理步驟

21、3、本發(fā)明提供的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，所制備的隔膜，具有熱穩(wěn)定性佳、耐腐蝕性好等特點，同時具有較好的電解浸潤性。

技術特征：

1.一種金屬有機框架隔膜的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述鐵鹽為fecl3-6h2o、fe2(so4)3-9h2o、fe(no3)3-9h2o和fe(ch3coo)2-4h2o中的任意一種或多種按照任意比例混合。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，其特征在于，混合液中，鐵鹽和對苯二甲酸的摩爾濃度比為2：(1-2)；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，其特征在于，混合液中，去離子水和n，n-二甲基甲酰胺的體積比為(0.05-0.67)：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，其特征在于，微波反應釜晶化過程中，晶化溫度為120-200℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，其特征在于，步驟s1中，分別使用n，n-二甲基甲酰胺溶液和甲醇溶液對棕黃色膠狀物洗滌具體流程為：先使用n，n-二甲基甲酰胺溶液對棕黃色膠狀物進行洗滌，洗滌次數(shù)為3次，再使用甲醇溶液進行洗滌，洗滌次數(shù)為3次。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，其特征在于，步驟s1中，恒溫箱干燥過程中，干燥溫度為100-150℃，干燥時間為8-12h。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，其特征在于，步驟s2中，混合均勻液中，多級孔mil-101-fe與pvdf-hfp/nmp溶液的質(zhì)量比為(1-3)：(0.5-2)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，其特征在于，pvdf-hfp/nmp溶液的質(zhì)量濃度為5-10％。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬有機框架隔膜的制備方法，其特征在于，步驟s2中，干燥溫度為50-70℃。

技術總結(jié)
本發(fā)明屬于鈉離子電池隔膜技術領域，具體公開了一種金屬有機框架隔膜的制備方法，該制備方法包括以下步驟：S1：制備多級孔MIL?101?Fe；S2：制備MIL?101?Fe/PP隔膜。本發(fā)明提供一種金屬有機框架隔膜的制備方法，所制備的金屬有機框架隔膜應用于鈉離子電池中，可提高離子遷移速率和離子電導率。

技術研發(fā)人員：饒盛源,梁沖,王東,尤偉
受保護的技術使用者：安徽吉厚智能科技有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2