，本申請(qǐng)通過(guò)堿液處理(pH=ll-13)，實(shí)現(xiàn)了去質(zhì)子化多巴胺包覆薄膜對(duì)于正電荷的選擇透過(guò)性改善，鋰離子選擇透過(guò)性更高，因而，進(jìn)一步提高了電池首次充放電效率及庫(kù)倫效率，電池循環(huán)性能增強(qiáng)。
[0024]本發(fā)明提供一種質(zhì)子化處理后的多巴胺涂層改性鋰離子電池隔膜的應(yīng)用技術(shù)，所得質(zhì)子化處理的多巴胺涂層不僅保持有原來(lái)的強(qiáng)親液性，更消除了其多巴胺涂層本身所帶有質(zhì)子對(duì)電池正負(fù)極的影響，進(jìn)一步提高了相應(yīng)鋰離子電池的循環(huán)性能和倍率性能，在未來(lái)的電池隔膜改性中具有廣泛應(yīng)用前景。。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1多巴胺涂層改性的聚乙烯薄膜掃描電子顯微鏡圖
[0026]圖2去質(zhì)子化處理的多巴胺改性聚乙烯薄膜掃描電子顯微鏡圖
[0027]圖3PE薄膜，巴胺涂層PE薄膜，去質(zhì)子化多巴胺PE薄膜的倍率性能圖
[0028]圖4PE薄膜，巴胺涂層PE薄膜，去質(zhì)子化多巴胺PE薄膜的阻抗測(cè)試性能圖
【具體實(shí)施方式】
[0029]實(shí)施實(shí)例I
[0030]首先取0.9g的三羥甲基氨基甲烷(Tri s)溶于甲醇和水的混合溶劑(體積150ml，體積比1:1)，再滴加一定濃度的鹽酸至混合液PH為8.5，之后加入0.3g的多巴胺鹽酸鹽，攪拌并溶解。最后，將去離子水預(yù)洗過(guò)的聚乙烯薄膜若干片浸入混合液24h。所得處理后的隔膜用去離子水沖洗多次，并放入真空箱60°C條件下干燥6h，即為多巴胺涂層改性的聚乙烯薄膜。其掃描電子顯微鏡圖如圖1所示，可以看出在聚乙烯薄膜表面有一層均勻的多巴胺涂層。
[0031]實(shí)施實(shí)例2
[0032]如實(shí)施實(shí)例I所述方法，制備多巴胺涂層改性的聚乙烯薄膜。配制PH=13的氫氧化鋰溶液，將多巴胺涂層改性的聚乙烯薄膜在其中浸泡處理0.5h，之后取出并用去離子水沖洗多次，真空箱60°C條件下干燥6h。其掃描電子顯微鏡圖如圖2所示，可見(jiàn)在經(jīng)過(guò)去質(zhì)子化處理后，多巴胺涂層有少許脫落，但整體仍保持完整。
[0033]實(shí)施實(shí)例3
[0034]如實(shí)施實(shí)例I所述方法，制備多巴胺涂層改性的聚丙烯薄膜。配制PH=12的氫氧化鈉溶液，將多巴胺涂層改性的聚丙烯薄膜在其中浸泡處理lh，之后取出并用去離子水沖洗多次，真空箱60 °C條件下干燥6h。
[0035]實(shí)施實(shí)例4
[0036]如實(shí)施實(shí)例I所述方法，制備多巴胺涂層改性的聚乙烯-聚丙烯復(fù)合薄膜。配制PH=11的氫氧化鉀溶液，將多巴胺涂層改性的聚乙烯-聚丙烯薄膜在其中浸泡處理2h，之后取出并用去離子水沖洗多次，真空箱60 0C條件下干燥6h。
[0037]實(shí)施實(shí)例5
[0038]如實(shí)施實(shí)例I所述方法，制備多巴胺涂層改性的聚乙烯薄膜。配制PH=13的氫氧化鋰溶液，將多巴胺涂層改性的聚乙烯薄膜在其中浸泡處理0.5h，之后取出并用去離子水沖洗多次，真空箱60°C條件下干燥6h。以LiMnO4為正極，石墨為負(fù)極，分別以聚乙烯薄膜，巴胺涂層改性的聚乙烯薄膜，以及去質(zhì)子化處理的多巴胺薄膜為電池隔膜，組裝成紐扣電池，進(jìn)行倍率性能測(cè)試，結(jié)果如圖3所示，相比較而言，去質(zhì)子化處理后的多巴胺改性隔膜其電池的充放電容量和倍率性能更好。
[0039]實(shí)施實(shí)例6
[0040]如實(shí)施實(shí)例5所述方法，對(duì)聚乙烯薄膜，巴胺涂層改性的聚乙烯薄膜，以及去質(zhì)子化處理的多巴胺薄膜組裝紐扣電池并進(jìn)行倍率性能測(cè)試后，對(duì)其各自做阻抗測(cè)試并比較，結(jié)果如圖4所示。從結(jié)果可以看出，相比未做處理的隔膜，去質(zhì)子化處理的電池體系循環(huán)后的阻抗進(jìn)一步降低。
[0041]應(yīng)注意的是，以上實(shí)例僅用于說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制。盡管參照所給出的實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)需要對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多巴胺涂層改性鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于， (1)在多孔柔性高分子薄膜基體表面粘結(jié)有聚多巴胺涂層，制備多巴胺改性的薄膜； (2)對(duì)多巴胺改性的薄膜進(jìn)行堿液浸泡，進(jìn)行聚多巴胺中基團(tuán)的去質(zhì)子化處理，獲得去質(zhì)子化多巴胺包覆薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，作為基體的多孔柔性高分子薄膜為聚烯烴類(lèi)薄膜，優(yōu)選為聚乙烯薄膜(PE)、聚丙烯薄膜(PP)以及聚乙烯-聚丙烯復(fù)合隔膜(PP-PE)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜或聚酰亞胺(PI)薄膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(I)中所述聚多巴胺涂層為多巴胺單體在緩沖溶液中氧化聚合所得;優(yōu)選的，聚多巴胺涂層厚度為2-100nm。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，多巴胺單體在pH= 8.5的緩沖溶液中氧化自摩人口 ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，步驟(2)中所述堿液為氫氧化鈉，氫氧化鉀或氫氧化鋰溶液的一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，堿液溶液pH介于11-13。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，堿液浸泡時(shí)間為0.5-2h。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，在步驟(2)堿液浸泡后，薄膜取出并用去離子水沖洗，真空或惰性氣體條件下干燥，獲得去質(zhì)子化多巴胺包覆薄膜。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述方法制備得到的鋰離子電池隔膜。10.含有權(quán)利要求9所述電池隔膜的鋰離子電池。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種去質(zhì)子化多巴胺包覆薄膜及其制備方法與應(yīng)用。其去質(zhì)子化多巴胺包覆薄膜的方法為：利用多巴胺單體在緩沖溶液中氧化自聚合包覆在高分子薄膜基體表面，形成一層均勻包覆層，之后在堿性溶液中浸泡，去掉包覆層表面酚羥基，羧基等官能團(tuán)含有的質(zhì)子，即進(jìn)行去質(zhì)子化處理。該方法改性得到的薄膜不僅具有阻抗低，離子傳導(dǎo)率高的特點(diǎn)，更因去質(zhì)子化處理，使得電池首次充放電效率及庫(kù)倫效率明顯提高，循環(huán)性能增強(qiáng)。
【IPC分類(lèi)】H01M2/16, H01M10/0525, H01M2/14
【公開(kāi)號(hào)】CN105655523
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】馮金奎, 張震
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日