一种锌离子电池用静电纺pi@pmia纳米纤维隔膜及其制备方法
技术领域
1.本发明涉及锌离子电池技术领域，具体涉及一种锌离子电池用静电纺 pi@pmia纳米纤维隔膜及其制备方法。
背景技术：2.近年来，迫切需要开发高效可持续的能量存储技术。电池作为目前人们生活中最普遍的储能器件，目前已经商用的锂离子电池制备技术已经在电子储能中占据重要地位。然而，金属锂的化学性质活泼，有机电解质的高成本等问题制约了锂离子电池在大规模储能及智能可穿戴领域的广泛应用。
3.水系锌离子电池由于具有优异的质量容量(820mah g-1
)和体积容量(5854 mah cm-3
)、较宽的电化学操作窗口以及低的氧化还原电位(-0.76v vs标准电位)而受到广泛关注。更重要的是，锌离子电池安全性高、成本低、易加工、环境友好、离子导电性高。这些优势使得锌离子电池在大规模储能以及智能可穿戴领域的应用具有广阔的前景。然而，锌负极在充电过程中容易形成粗糙且不规则的枝晶，一旦形成具有超高杨氏模量(108gpa)的锌枝晶，它们就会穿透隔膜并导致短路，从而阻碍锌离子电池的优异性能和实际工业化。锌枝晶的生长包括以下两方面：一方面，电场分布不均匀的锌负极表面在电镀/剥离过程中优先沉积锌离子，这促进了锌枝晶的生长和尖端效应；另一方面，水引发的副反应(如析氢、腐蚀)会导致锌负极表面出现更多缺陷，从而加速枝晶的生长。
4.到目前为止，大量研究已经用于抑制枝晶形成并保护锌负极，并且目前绝大多数的研究都集中在锌阳极和电解质的设计上，例如通过引入涂层或调节电解质-电极界面提供物理保护；构建三维结构来增加锌负极的表面积，控制锌的成核位置进行电极修饰；添加电解质添加剂或者开发新的电解质盐协调离子传输，使界面电场均匀化，并诱导锌沉积等。然而，使用新型电池隔膜稳定锌离子电池的研究相对较少。
5.众所周知，隔膜作为电池的一个组成部分，不仅允许离子传输，而且避免了正极和负极之间的直接接触，这意味着它在改善电池的安全特性和电化学性能方面起着至关重要的作用。目前，锌离子电池主要使用几百微米厚的玻璃纤维(gf)隔膜，因为它与水系电解质具有良好的相容性和高离子传导性。不幸的是，其较差的机械性能和较大的孔径使其容易被树枝晶刺穿，导致电池短路。考虑到这些缺点，研究人员已经做出了许多努力来克服gf隔膜的缺点，通常是通过添加外来物种或构建额外的保护层来实现的(1.c.li，z.t.sun，t.yang，etal，adv.mater.，2020，32，2003425.2.j.cao，d.d.zhang，x.y.zhang，et al，j. mater.chem.a，2020，8，9331-9344.)，由于不可避免地增加了重量和体积，这很可能增加了隔膜成本甚至破坏了整个装置的能量密度。采用静电纺丝技术制备的纳米纤维膜具有吸液率大和直径细、比表面积高、孔隙率高和优良的离子电导率等特点，是近年来较为热门的离子电池隔膜的研究方向。值得注意的是，静电纺制备锂金属电池隔膜领域的研究已有报道，如专利cn112768834a通过静电纺聚丙烯腈/磺化聚醚醚酮制备锂硫电池隔膜；专利
cn110565269a采用同轴静电纺丝制备锂电池隔膜。而关于锌离子电池隔膜相关方面的研究仍有很多工作需要完成。
技术实现要素：6.本发明的目的是提供一种静电纺pi@pmia锌离子电池隔膜及其制备方法，以提高现有隔膜机械性能差、使用寿命短和离子传输不匀的问题。本发明采用静电纺丝工艺制备了一种高孔隙率、大比表面积且具有粗细结构的pi@pmia纳米纤维膜。其中，较粗的pi纤维提供优异的热稳定性和机械性能，即使在浸泡后仍能保持相对较高的润湿断裂强度，能够为隔膜提供一个强大的骨架支持，以抵抗锌枝晶的生长，进而防止枝晶刺破隔膜导致电池短路。较细的pmia纤维具有良好的热稳定性、出色的电解质亲和力和显著的凝胶化程度，有利于形成凝胶电解质。更重要的是，凝胶部分能够防止液体电解质泄漏，并提供一个与电极更亲密的接触界面，以促进离子运输和界面稳定性。本发明所制备的 pi@pmia纳米纤维膜可以协同pi和pmia成分的优异性能，成为一种兼具柔软性和强度的多功能凝胶电池隔膜。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
8.本发明提供一种静电纺paa@pmia纳米纤维膜制备方法，包括以下步骤： (1)paa纺丝液的配置；(2)pmia纺丝液的配置；(3)同步多针头静电纺丝制备具有粗细结构的paa@pmia纳米纤维膜。
9.进一步地，paa纺丝液的配置包括以下步骤：paa通过oda单体和pmda 单体合成，先称取一定质量的溶剂dmf于烧杯中，然后加入oda单体，待oda 完全溶解后再缓慢加入pmda单体并不断搅拌4-6h，最终获得透亮淡黄色的 paa纺丝液；所述的paa纺丝液浓度为18-28％，oda和pmda单体摩尔比为 1∶1；纺丝电压为25-30kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为17-20cm，paa 纺丝液通过微型注射泵驱动，挤出速率控制在0.7-1.0ml h-1
。
10.进一步地，pmia纺丝液的配置包括以下步骤：先称取一定质量的溶剂 dmac于烧杯中，然后加入pmia树脂不断搅拌2-3h，得到均匀透明的pmia 纺丝液；所述的pmia纺丝液浓度为25-35％，纺丝电压为30-35kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为16-18cm，pmia纺丝液通过微型注射泵驱动，挤出速率控制在0.6-0.8ml h-1
。
11.进一步地，静电纺paa@pmia纳米纤维膜的制备包括以下步骤：(1)将搅拌均匀的pmia和paa纺丝液分别加入到相同水平方向放置的两根移液管中，选用直径为0.8mm的平针头作为静电纺丝针头；(2)将纺丝针头与高压电源的导电夹连接，所使用的接收装置为金属转筒，并将接收装置采用导线方式进行接地；(3)打开静电纺丝机和高压电源，使得pmia和paa纳米纤维沿着金属转筒不断沉积，经过一段时间后，在金属转筒上即可形成一层纳米纤维薄膜。
12.本发明还提供了一种静电纺pi@pmia锌离子电池隔膜，通过焙烧 paa@pmia纳米纤维膜的paa组分实现亚酰胺化制备而成。
13.进一步地，焙烧方式包括热压机加热、马弗炉加热、烘箱加热中的至少一种。
14.进一步地，paa@pmia纳米纤维膜的升温速率控制在2-5℃/min，升温至 280℃-300℃后恒温保持1-3h得到pi@pmia纳米纤维电池隔膜。
15.本发明公开了以下技术效果：
16.本发明制备的pi@pmia复合锌离子电池隔膜中，将具备优异的热稳定性和机械性
能的pi和具有良好的热稳定性、出色的电解质亲和力和显著的凝胶化程度的pmia通过一步静电纺纺丝制备而成。本发明所制备的pi@pmia纳米纤维电池隔膜可以协同pi和pmia成分的优异性能，有效的调控锌离子在隔膜中的传递并促进锌离子在锌负极表面的均匀沉积，进而保证锌离子电池的高稳定性和可逆性。
17.本发明制备方法制得的pi@pmia复合锌离子电池隔膜，亲水性好、孔隙率高、力学性能优异，同时化学稳定性高、使用寿命长、环境友好、离子传导高效，可作为一种兼具柔软性和强度的多功能凝胶电池隔膜。本发明的制备方法简单易行有效、对环境友好，适用于规模化的低成本的生产。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为实例1制备的pi@pmia复合锌离子电池隔膜扫描电镜图；
20.图2为实例2制备的pi@pmia复合锌离子电池隔膜扫描电镜图；
21.图3为实例3制备的pi@pmia复合锌离子电池隔膜扫描电镜图；
22.图4为实例4制备的pi@pmia复合锌离子电池隔膜扫描电镜图；
23.图5为实施例5中zn/gf/mno2和zn/pi@pmia/mno2全电池的阻抗图；
24.图6为实施例6中zn/gf/zn和zn/pi@pmia/zn对电池在1ma cm-2
电流密度下的恒电流充放电测试图及其极化电压(插图)；
25.图7为实施例7中zn/gf/mno2和zn/pi@pmia/mno2电池在不同电流密度 (0.1-2a g-1
)的倍率图。
具体实施方式
26.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
27.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
28.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
29.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实
施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
30.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
31.在本发明中，所有原料均为常规市售原料。
32.在本发明中，制备pi@pmia纳米纤维隔膜的具体操作包括四个步骤：(1) paa纺丝液的配置；(2)pmia纺丝液的配置；(3)同步多针头静电纺丝工艺；(4)焙烧处理，将paa纳米纤维通过亚酰胺化转化为pi纳米纤维，最终得到pi@pmia纳米纤维隔膜，通过调整经纺丝时间调整膜厚。
33.实施例1
34.(1)paa纺丝液的配置：首先称取2.68g oda单体，将其充分溶于14.4gdmf溶剂，待oda完全溶解后再缓慢加入2.92g pmda，在25-35℃条件下经机械搅拌或者磁力搅拌5-7h后获得质量分数为28％的透亮淡黄色paa纺丝液。
35.(2)pmia纺丝液的配置：配置pmia纺丝液，将10g质量分数为25％的 pmia树脂均匀地加入到7.2g dmac中，在45℃条件下机械搅拌或者磁力搅拌 2-3h后获得质量分数为25％的均匀透明pmia纺丝液。
36.(3)同步多针头静电纺丝工艺：将搅拌均匀的pmia和paa纺丝液分别加入到相同水平方向放置的两根移液管中，选用直径为0.8mm的平针头作为静电纺丝针头；将纺丝针头与高压电源的导电夹连接，接收装置为金属转筒；paa 纺丝电压为30kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为18cm，paa纺丝液的流速控制在0.8ml h-1
；pmia纺丝电压为32kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为18cm，pmia纺丝液的流速控制在0.7ml h-1
；使得pmia和paa纳米纤维沿着金属转筒不断沉积，最终收集一层厚度为87μm的paa@pmia纳米纤维薄膜。
37.(4)焙烧处理：采用马弗炉进行加热处理，使得paa纳米纤维完成亚酰胺过程转化为pi。焙烧过程中升温速率为4℃/min，升温至300℃后恒温保持2h 完成亚酰胺化，得到pi@pmia纳米纤维膜。
38.实施例2
39.(1)paa纺丝液的配置：首先称取2.68g oda单体，将其充分溶于14.4gdmf溶剂，待oda完全溶解后再缓慢加入2.92g pmda，在25-35℃条件下经机械搅拌或者磁力搅拌5-7h后获得质量分数为28％的透亮淡黄色paa纺丝液。
40.(2)pmia纺丝液的配置：配置pmia纺丝液，将10g质量分数为25％的 pmia树脂均匀地加入到7.2g dmac中，在30-45℃条件下机械搅拌或者磁力搅拌2-3h后获得质量分数为25％的均匀透明pmia纺丝液。
41.(3)同步多针头静电纺丝工艺：将搅拌均匀的pmia和paa纺丝液分别加入到相同水平方向放置的两根移液管中，选用直径为0.8mm的平针头作为静电纺丝针头；将纺丝针头与高压电源的导电夹连接，接收装置为金属转筒；paa 纺丝电压为35kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为20cm，paa纺丝液的流速控制在0.7ml h-1
；pmia纺丝电压为32kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为18cm，pmia纺丝液的流速控制在0.7ml h-1
；使得pmia和paa纳米纤维沿着金属转筒不断沉积，最终收集一层厚度为95μm的paa@pmia纳米纤维薄膜。
42.(4)焙烧处理：采用热压机进行加热处理，使得paa纳米纤维完成亚酰胺过程转化为pi。焙烧过程中升温速率为3℃/min，升温至280℃后恒温保持3h 完成亚酰胺化，得到pi@
pmia纳米纤维膜。
43.实施例3
44.(1)paa纺丝液的配置：首先称取2.68g oda单体，将其充分溶于14.4gdmf溶剂，待oda完全溶解后再缓慢加入2.92g pmda，在25-35℃条件下经机械搅拌或者磁力搅拌5-7h后获得质量分数为28％的透亮淡黄色paa纺丝液。
45.(2)pmia纺丝液的配置：配置pmia纺丝液，将10g质量分数为25％的 pmia树脂均匀地加入到7.2g dmac中，在30-45℃条件下机械搅拌或者磁力搅拌2-3h后获得质量分数为25％的均匀透明pmia纺丝液。
46.(3)同步多针头静电纺丝工艺：将搅拌均匀的pmia和paa纺丝液分别加入到相同水平方向放置的两根移液管中，选用直径为0.8mm的平针头作为静电纺丝针头；将纺丝针头与高压电源的导电夹连接，接收装置为金属转筒；paa 纺丝电压为30kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为18cm，paa纺丝液的流速控制在0.8ml h-1
；pmia纺丝电压为35kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为16cm，pmia纺丝液的流速控制在0.8ml h-1
；使得pmia和paa纳米纤维沿着金属转筒不断沉积，最终收集一层厚度为86μm的paa@pmia纳米纤维薄膜。
47.(4)焙烧处理：采用马弗炉进行加热处理，使得paa纳米纤维完成亚酰胺过程转化为pi。焙烧过程中升温速率为4℃/min，升温至300℃后恒温保持2h 完成亚酰胺化，得到pi@pmia纳米纤维膜。
48.实施例4
49.(1)paa纺丝液的配置：首先称取2.68g oda单体，将其充分溶于14.4gdmf溶剂，待oda完全溶解后再缓慢加入2.92g pmda，在25-35℃条件下经机械搅拌或者磁力搅拌5-7h后获得质量分数为28％的透亮淡黄色paa纺丝液。
50.(2)pmia纺丝液的配置：配置pmia纺丝液，将10g质量分数为25％的 pmia树脂均匀地加入到7.2g dmac中，在30-45℃条件下机械搅拌或者磁力搅拌2-3h后获得质量分数为25％的均匀透明pmia纺丝液。
51.(3)同步多针头静电纺丝工艺：将搅拌均匀的pmia和paa纺丝液分别加入到相同水平方向放置的两根移液管中，选用直径为0.5mm的平针头作为静电纺丝针头；将纺丝针头与高压电源的导电夹连接，接收装置为金属转筒；paa 纺丝电压为35kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为20cm，paa纺丝液的流速控制在0.7ml h-1
；pmia纺丝电压为35kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为18cm，pmia纺丝液的流速控制在0.8ml h-1
；使得pmia和paa纳米纤维沿着金属转筒不断沉积，最终收集一层厚度为93μm的paa@pmia纳米纤维薄膜。
52.(4)焙烧处理：采用马弗炉进行加热处理，使得paa纳米纤维完成亚酰胺过程转化为pi。焙烧过程中升温速率为5℃/min，升温至300℃后恒温保持2h 完成亚酰胺化，得到pi@pmia纳米纤维膜。
53.实施例5
54.将制备的pi@pmia纳米纤维电池隔膜组装成纽扣电池(c2032型)测试其电化学性能。其中，正极包括正极集流体(钛箔)、和涂覆在正极集流体上的活性物质(mno2)；所述正极的厚度为20μm～500μm。负极采用市售的锌箔；所述负极的厚度为10μm～300μm。电解质为含有阴阳离子并具有离子导电性的无机盐，优选为硫酸锌、三氟甲烷磺酸锌中的至少一种，溶液浓度为1～3mol/l。图5为pi@pmia纳米纤维电池隔膜(简写为pi@pmia)组装扣式 zn/
pi@pmia/mno2全电池，以2mol/l的硫酸锌溶液作为电解质。采用chi660d 电化学工作站在频率范围为10-4
～10-2
hz，振幅为5mv的条件下测试的电化学阻抗谱图。其中，对比例选择商用玻璃纤维(gf)隔膜，组装zn/gf/mno2全电池。
55.实施例6
56.制备pi@pmia纳米纤维电池隔膜的方法与实施例1相同，组装扣式 zn/pi@pmia/zn对电池。在1ma/cm2电流密度下测试其极化电压，测试曲线如图6所示。从中可以看出，在放电比容量为1mah cm-2
，1ma cm-2
的电流密度下， gf膜组装的电池电压曲线在200h后突然下降，表明存在短路。相比之下， pi@pmia膜所组装的电池可以工作超过700h，寿命更长，表明了pi@pmia纳米纤维膜在循环寿命方面的优越性。更重要的是，pi@pmia纳米纤维膜组装的电池电压滞后较低，为44.8mv，这比商用gf膜的64.9mv低，这是由于具有均匀孔结构和高孔隙率的pi@pmia膜可以极大地促进锌的均匀沉积，使得电池工作时电荷转移电阻较小。
57.实施例7
58.制备pi@pmia纳米纤维电池隔膜的方法与实施例1相同，组装扣式zn/pi@pmia/mno2全电池，在循环测试系统中进行不同倍率下的连续循环测试来测定其倍率性能，依次分别选择0.1、0.2、0.5、1、2、1、0.2ag-1
的电流密度进行循环测试，每个倍率下循环次数为5，观察电池的比容量保持率以及比容量的回复率，测试曲线如图7所示。zn/pi@pmia/mno2全电池不仅能够在不同电流密度中正常工作，具有优异的倍率性能，而且电池容量均高于zn/gf/mno2全电池。
59.对比例1
60.同实施例1，区别在于，paa纺丝液的浓度为20％。
61.对比例2
62.同实施例1，区别在于，pmia纺丝液的浓度为32％。
63.对比例3
64.同实施例1，区别在于，paa纺丝液的浓度为20％；pmia纺丝液的浓度为 32％。
65.试验例1
66.对实施例1～4和对比例1～3的pi@pmia纳米纤维电池隔膜进行性能测试。
67.1、孔隙率测定方法：采用计算法测量不同隔膜的孔隙率：切取尺寸为2cm
×
2cm的方形样品并测量膜的厚度记为h，重量记为m0；查询隔膜组分的密度记为ρ，采用以下公式计算隔膜孔隙率：
[0068][0069]
式中：p-孔隙率(％)；m
0-试样质量；h-试样厚度；ρ-试样理论密度。
[0070]
2、孔径测试方法：采用比利时普罗美特有限公司的porolux 1000型气液界面孔径测试仪对隔膜孔径进行测试。将待测试样裁剪成直径约为0.6cm的圆片，在浸润液(porefil溶液)中浸泡10min，用镊子将其转移到夹具中，压力范围设置在0～2bar。
[0071]
3、接触角测定方法：采用jysp-180型动态接触角测量设备来表征隔膜的亲水性能，结合软件分别量取隔膜的电解液接触角。
[0072]
4、力学性能测试方法：采用yg005e型电子单丝纤维增强机对隔膜的力学性能进行测试。试验条件：切割试样为40mm
×
5mm，预加拉力为10cn。试样的断裂强度和断裂伸长率可
由试验结果得到。根据强度定义采用以下公式计算隔膜的强度(mpa)。
[0073][0074]
式中：p-膜的断裂强力(cn)，d-膜的厚度(μm)，b-膜的宽度(cm)。
[0075]
孔隙率、孔径、接触角、断裂强度的测试结果见表1。
[0076]
表1
[0077]
项目孔隙率(％)孔径(μm)接触角(
°
)断裂强度(mpa)实施例18828.7184.7对比例18728.5154.3实施例29124.6124.4对比例29024.9144.2实施例39226.5114.2对比例38927.5104.5实施例48527.6174.8商用gf隔膜7940.4200.4
[0078]
由表1可知，本发明制得的pi@pmia纳米纤维电池隔膜，孔隙率可达88％，孔径可达28.7μm；接触角可为18
°
，说明亲水性好；断裂强度为4.8mpa，相对于gf膜而言，力学性能优异。
[0079]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
技术特征：1.一种静电纺pi@pmia锌离子电池隔膜，其特征在于，pi纳米纤维和pmia纳米纤维交织分布、纤维长程连续、直径分布在50-500nm间，pi@pmia锌离子电池隔膜的孔隙率为85-92％、孔径为24.6-28.7μm、静态水接触角为10-18
°
、断裂强度为4.2-4.8mpa。2.根据权利要求1所述的一种静电纺pi@pmia锌离子电池用隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)paa纺丝液的配置：将4，4-二氨基二苯醚(oda)和均苯四甲酸酐(pmda)按照1∶1的摩尔比溶于n，n-二甲基甲酰胺(dmf)中，通过机械或者磁力搅拌配置成淡黄色的paa静电纺丝溶液；(2)pmia纺丝液的配置：将一定质量分数的pmia树脂溶于n，n-二甲基乙酰胺(dmac)中，通过机械或者磁力搅拌得到均匀透明的pmia静电纺丝溶液；(3)同步多针头静电纺丝：将配置好的上述两种溶液分别转移到不同的注射器中，纺丝针头与高压电源连接，金属转筒作为pmia和paa纳米纤维的接收装置；(4)焙烧处理：在空气中焙烧，使得paa纳米纤维完成亚酰胺过程转化为pi，得到pi@pmia纳米纤维膜。3.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤(1)中，oda和pmda的摩尔比为1∶1；所配置paa静电纺丝溶液的质量分数为18-28％。4.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所配置pmia树脂的质量分数为25％，最终配置的静电纺丝溶液质量分数为25-35％。5.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述paa静电纺丝溶液的纺丝电压为25-30kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为17-20cm，paa纺丝液通过微型注射泵驱动，挤出速率控制在0.7-1.0ml h-1
；所述静电纺丝溶液的pmia纺丝电压为30-35kv，纺丝针头与接收装置之间的距离为16-18cm，pmia纺丝液通过微型注射泵驱动，流速控制在0.6-0.8ml h-1
；纺丝头直径为0.5-0.8mm，温度为20-30℃，湿度为25-50％。6.根据权利要求2所述制备方法，其特征在于：步骤(4)中焙烧方式包括热压机加热、马弗炉、烘箱加热中的至少一种；焙烧过程中paa@pmia纳米纤维膜的升温速率控制在2-5℃/min，升温至280-300℃后恒温保持1-3h完成paa亚酰胺化，得到pi@pmia纳米纤维膜。
技术总结本发明提供了一种锌离子电池用聚酰亚胺@聚间苯二甲酰间苯二胺(PI@PMIA)纳米纤维隔膜及其制备方法，属于隔膜制备技术领域。其特征在于：PI纳米纤维和PMIA纳米纤维交织分布，纤维长程连续，直径分布在50-500nm间，同时PI@PMIA锌离子电池隔膜具备优异的孔隙率、均匀的孔径、良好的亲水性以及优异的断裂强度。所述制备方法包括：(1)PAA纺丝液的配置；(2)PMIA纺丝液的配置；(3)同步多针头静电纺丝；(4)焙烧处理四个步骤。本发明制得的PI@PMIA电池隔膜协同了PI和PMIA成分的优异性能，是一种兼具柔软性和强度的多功能纤维隔膜，且制备方法简单易行，为优异电化学性能和长循环寿命的新型锌离子电池用纳米纤维隔膜的开发提供了新思路。离子电池用纳米纤维隔膜的开发提供了新思路。离子电池用纳米纤维隔膜的开发提供了新思路。
技术研发人员：康卫民 胡伟 鞠敬鸽 张艺璇 黄宇婷 苏静娜 史佳丽
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2022.07.05
技术公布日：2022/11/1
