2024101683841一种PVACOF复合凝胶电解质膜的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN118027490A
(43)申请公布日2024.05.14
(21)申请号202410168384.1
(22)申请日2024.02.06

(71)申请人贵州民族大学
地址550025贵州省贵阳市花溪区董家堰
(72)发明人张道海杜婧羽张加奎占晓
王娅徐余欢
(74)专利代理机构武汉知律知识产权代理事务
所(普通合伙)42307
专利代理师田常娟
(51)Int.Cl.
C08J7/12(2006.01)
H01M10/36(2010.01)
C08J5/18(2006.01)
C08L29/04(2006.01)
C08L61/22(2006.01)
权利要求书1页说明书4页附图3页
(54)发明名称
一种PVA/COF复合凝胶电解质膜的制备方法
(57)摘要
本发明公开了一种PVA/COF复合凝胶电解质
膜的制备方法，配制二甲亚砜与去离子水的混
合，再添加PVA磁子搅拌，制膜后带模冷冻再快速
解冻制得PVA基水凝胶；2,4,6‑三甲酰基间苯三
酚于二氯甲烷记溶液A，对苯二胺溶于N,N‑二甲
基甲酰胺记溶液C，按照溶液C、蒸馏水和溶液A的
顺序置于溶剂过滤器中静置后抽滤，将得到材料
从滤纸上刮下，干燥，研磨，制得COF材料。将COF
材料与PVA复合，经冷冻解冻制得PVA/COF复合膜

状水凝胶，进一步在ZnSO4溶液中浸泡制得PVA/
COF复合凝胶电解质膜。COF材料规整有序的孔道
和丰富的表面官能团能够调节PVA基凝胶电解质
输运通道微结构，提升锌离子电池性能。
CN118027490A
CN118027490A权利要求书1/1页

1.一种PVA/COF复合凝胶电解质膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，PVA基水凝胶的制备：
预先配制二甲基亚砜与去离子水的混合溶液A，取PVA置于玻璃瓶中，加入混合溶液，置
于油浴锅中溶解，倒入模具冷冻，最后取出模具室温解冻，制得PVA基水凝胶膜；
步骤S2，COF材料的制备：
使用三相聚合法制备COF材料，称取2,4,6‑三甲酰基间苯三酚溶于二氯甲烷记为混合
溶液B，蒸馏水记为溶液C，称取对苯二胺溶于N,N‑二甲基甲酰胺记为混合溶液D，按照混合
溶液B、溶液C和混合溶液D的顺序置于溶剂过滤器中，静置后抽滤，将所得到的COF材料从滤
纸上刮下，干燥，研磨，制得COF材料；
步骤S3，PVA/COF复合电解质膜的制备：
取步骤S2制备的COF材料与步骤S1中制备的PVA基水凝胶混合，放入磁子搅拌均匀后倒
入模具，冷冻，后取出模具常温解冻，制得PVA/COF复合水凝胶膜，将复合水凝胶膜放入

ZnSO4溶液中浸泡后制得PVA/COF复合凝胶电解质膜。
2.根据权利要求1中的方法，其特征在于：步骤S1中混合溶液A二甲基亚砜与去离子水
的体积比为3‑4:6‑7。
3.根据权利要求1中的方法，其特征在于：步骤S1中PVA与混合溶液A的质量体积比1‑
2g：10mL。
4.根据权利要求1中的方法，其特征在于：步骤S1中膜厚为1‑1.5mm，‑20℃冷冻时间为
12h，室温解冻时间为3h。
5.根据权利要求1中的方法，其特征在于：步骤S2中混合溶液B与2,4,6‑三甲酰基间苯
三酚质量体积比0.02‑0.025g：80mL加入。
6.根据权利要求1中的方法，其特征在于：步骤S2中混合溶液DN,N‑二甲基甲酰胺与对
苯二胺质量体积比0.015‑0.02g：50mL加入。
7.根据权利要求1中的方法，其特征在于：步骤S3中PVA/COF水凝胶需在‑20℃冷冻一

次，所得水凝胶需在2mol/L的ZnSO4溶液中浸泡24h。
8.根据权利要求1‑7中的方法，其特征在于：所述PVA/COF复合凝胶电解质膜应用于水
系锌离子电池的组装，具体为，按纽扣正极、正极极片、PVA/COF复合凝胶电解质膜、锌箔、垫
片、弹片、负极壳的顺序依次组装并压制成纽扣电池。

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CN118027490A说明书1/4页

一种PVA/COF复合凝胶电解质膜的制备方法

技术领域
[0001]本发明涉及可充电水系锌离子电池技术领域，具体涉及一种PVA/COF复合凝胶电
解质膜的制备方法。

背景技术
[0002]全球锌矿资源储量丰富，且锌的化学性质稳定，理论比容量高(820mAh/g)，因此锌
离子电池是未来极具潜力的电池储能技术。然而，传统水系锌离子电池存在枝晶生长，析氢
反应和金属腐蚀等问题，降低了锌离子电池的循环稳定性和使用寿命，极大的影响了锌离
子电池的大规模应用。

发明内容
[0003]本发明要解决的技术问题是：本发明提出了一种简单高效的调控PVA/COF复合水
凝胶输运通道微结构以及电极界面电荷分布，从而抑制锌枝晶并提