华南理工大学杜丽获国家专利权
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龙图腾网获悉华南理工大学申请的专利一种离子型共价有机框架功能化修饰隔膜及其制备与应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116169425B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310163435.7,技术领域涉及:H01M50/411;该发明授权一种离子型共价有机框架功能化修饰隔膜及其制备与应用是由杜丽;欧兆元;蒋国星;苏宇峰;邹文午;张伟锋;梁振兴设计研发完成,并于2023-02-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种离子型共价有机框架功能化修饰隔膜及其制备与应用在说明书摘要公布了:本发明公开了一种离子型共价有机框架功能化修饰的隔膜及其制备与应用,适用于锂硫电池能源材料技术领域。本发明内容提供了一种功能隔膜,包括电中性的基础隔膜和阴、阳离子型COFs双修饰层。所述双修饰层为基础隔膜正极侧的双层功能结构,含阴、阳离子型COF纳米片通过自组装作用形成的内层和阴离子型COF纳米片堆叠形成的致密外层。本发明引入的双修饰层结构,实现内、外层的功能化作用:外层阴离子型的COF致密修饰层可以通过电荷排斥和物理阻隔作用,有效抑制多硫化物的穿梭;内层“阴+阳”的离子型COF自组装层中,局部组装的正、负电荷中心和纳米孔道,大幅度促进了锂离子的脱溶剂化,加速锂离子传导,从而提升锂硫电池的电化学性能。
本发明授权一种离子型共价有机框架功能化修饰隔膜及其制备与应用在权利要求书中公布了:1.一种离子型共价有机框架功能化修饰的隔膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 1离子型COFs材料的制备步骤: 将醛基单体、胍基单体、二氧六环和水的混合溶剂加入到耐压管中,超声分散均匀; 超声分散均匀后,先在液氮浴中快速冷冻;然后将耐压瓶抽真空,充入氩气后密封,并解冻至室温;经过2~4个循环的“冷冻-脱气-解冻”过程,将密封的耐压管在100~120℃加热反应;待反应结束后,分别用N,N-二甲基乙酰胺、去离子水和丙酮洗涤、干燥,得到阳离子型COF材料; 将磺酸基单体、醛基单体与二氧六环、均三甲苯和乙酸的混合溶液加入到耐压管中,超声分散均匀;先在液氮浴中快速冷冻,然后将耐压瓶抽真空,充入氩气后密封,并解冻至室温;经过2~4个循环的“冷冻-脱气-解冻”过程,将密封的耐压管在100~120℃加热反应;反应结束后,分别用二氧六环和丙酮洗涤、干燥,得到阴离子型COF材料; 2离子交换反应步骤: 将阳离子型COF材料和双三氟甲基磺酰亚胺锂按照质量比为1:10~1:20加入到烧瓶中,以水为溶剂,在50~70℃条件下,反应24~72小时;反应结束后,用乙醇洗涤,80~100℃干燥6~10小时,得到含TFSI-的阳离子型COF; 将阴离子型COF材料和醋酸锂按照质量比为1:10~1:20加入到烧瓶中,以水为溶剂,在50~70℃条件下,反应24~72小时;反应结束后,用乙醇洗涤,80~100℃干燥6~10小时,得到含Li+的阴离子型COF; 3双层隔膜修饰步骤: 首先,分别将离子交换后的阴、阳离子型COF、导电炭黑和聚偏二氟乙烯研磨均匀,分散在N-甲基吡咯烷酮中,搅拌均匀,得到内层浆料;将内层浆料用刮刀涂覆到聚丙烯隔膜上,干燥,得到内层修饰复合隔膜; 然后,将离子交换后的阴离子型COF、SuperP和聚偏二氟乙烯分散在N-甲基吡咯烷酮中,搅拌均匀,得到外层浆料;将外层浆料用刮刀涂覆到内层修饰复合隔膜上,得到双层修饰复合隔膜; 最后,将双层修饰的复合隔膜干燥,用模具裁成圆片,即可得到用于锂硫电池的功能化修饰隔膜; 所述胍基单体为三氨基胍盐酸盐; 所述磺酸基单体为2,5-二氨基苯磺酸; 所述醛基单体为均三甲酰基均苯三酚。
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