本发明涉及纳米材料，具体涉及一种芳纶勃姆石复合纳米纤维及其合成方法和应用。
背景技术：
1、锂离子电池是在锂二次电池基础上发展起来的可充电电池，具有体积小、重量轻、能量密度高等优势，在交通动力、电力储能、移动通信、新能源储能、航天军工等领域得到广泛应用。锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液等结构组成，其中，隔膜是一种具有良好化学稳定性、离子导电性、电子绝缘性和一定机械强度的微孔材料，其主要作用是防止锂离子电池中正极与负极的活性物质直接接触，从而避免锂离子电池内部发生短路和活性物质脱落。隔膜的性能决定了锂离子电池的界面结构与内阻，直接影响电池的容量、循环以及安全性能，是锂离子电池中最关键的内层组件之一。
2、目前，商业化的锂离子电池隔膜以聚丙烯（pp）和聚乙烯（pe）为基体的聚烯烃微孔膜为主，聚烯烃微孔膜的孔隙率较低，并且由于聚烯烃熔点与软化温度较低，耐热性差，很难保证高温完整性，聚烯烃微孔膜在150℃以上的高温下容易发生热收缩甚至熔融破坏，不仅会造成隔膜孔隙率降低导致离子电导率下降，还会造成电池正极与负极接触导致电池短路，存在着安全隐患。
3、现有技术一般采用涂覆改性的方式改善聚烯烃微孔膜的耐热性能，通过在聚烯烃微孔膜上涂覆氧化铝陶瓷、勃姆石等无机纳米颗粒，可将聚烯烃微孔膜的耐热温度提高到130℃左右，并将热收缩率控制在5%以内。这种方法仅能在一定程度上提高隔膜的耐热性，但是无法在150℃以上的高温下保持隔膜结构完整，并且难以提高隔膜的孔隙率。
技术实现思路
1、针对利用无机纳米颗粒涂覆改性得到的聚烯烃微孔膜耐热性差、孔隙率低的技术问题，本发明提供一种芳纶勃姆石复合纳米纤维的合成方法及应用，利用水热法合成了以芳纶纳米纤维为芯，勃姆石为鞘层的芳纶勃姆石复合纳米纤维，将芳纶勃姆石复合纳米纤维用于锂离子电池隔膜的涂覆改性，提高了锂离子电池隔膜的耐热性与孔隙率，降低了隔膜的gurley数。
2、第一方面，本发明提供一种芳纶勃姆石复合纳米纤维的合成方法，包括如下步骤：
3、步骤一：配制al(oh)3分散液；
4、步骤二：调整al(oh)3分散液的ph值，配制成al3+浓度为0.01-1mol/l的al(oh)3前驱体；
5、步骤三：将芳纶纳米纤维凝胶浸入al(oh)3前驱体中进行溶剂交换；
6、步骤四：将经过溶剂交换的芳纶纳米纤维凝胶转移到特氟龙容器中，于密闭环境中加热至120-200℃，加热时间为2-48h，得到粗产物；
7、步骤五：使用去离子水洗涤粗产物，并在80℃下充分干燥，得到芳纶勃姆石复合纳米纤维。
8、进一步的，步骤一中，al(oh)3分散液由al(oh)3凝胶或al(oh)3无定形粉末分散到去离子水中制得。al(oh)3无定形粉末的粒径为30-50nm。
9、进一步的，al(oh)3凝胶为0.25mol/l铝盐的水溶液与1mol/l的氢氧化钠水溶液反应得到。其中，铝盐优选al(no3)3·9h2o，氢氧化钠水溶液用于调整铝盐的水溶液ph值。
10、进一步的，步骤二中，将al(oh)3分散液的ph值调节为6。
11、进一步的，芳纶纳米纤维凝胶的制备方法包括如下步骤：
12、s1：将含有对位芳纶的纳米纤维分散液与不良溶剂依次加入至特氟龙容器中搅拌均匀，得到混合溶液；
13、s2：将混合溶液静置，直至混合溶液凝固失去流动性，得到混合凝胶；
14、s3：将混合凝胶浸入去离子水中进行溶剂交换，得到芳纶纳米纤维凝胶。
15、进一步的，对位芳纶的纳米纤维分散液包括如下组分：对位芳纶 1质量份、koh0.25-1.5质量份、去离子水 0-1.5质量份、dmso≥19质量份。对位芳纶优选芳纶沉析纤维、芳纶短切纤维、芳纶浆粕中的任一种。
16、进一步的，不良溶剂的质量份为1份。
17、进一步的，不良溶剂为二甲基乙酰胺dmac、n,n-二甲基甲酰胺dmf、碳酸二甲酯dmc、碳酸二乙酯dc、乙酸乙酯中的一种或几种。
18、第二方面，本发明提供一种如上所述合成方法合成的芳纶勃姆石复合纳米纤维。
19、第三方面，本发明提供一种如上所述合成方法合成的芳纶勃姆石复合纳米纤维在制备锂离子电池复合隔膜中的应用。
20、本发明的有益效果在于：
21、本发明首先将芳纶纳米纤维凝胶浸入al(oh)3前驱体中进行溶剂交换，使al(oh)3前驱体充分进入到芳纶纳米纤维凝胶的孔隙中；然后通过水热法在芳纶纳米纤维表面原位合成了纳米勃姆石，得到了以芳纶纳米纤维为芯，勃姆石为鞘层的芳纶勃姆石复合纳米纤维。本发明利用纳米勃姆石对芳纶纳米纤维的表面进行改性，并将改性后的芳纶勃姆石复合纳米纤维用于涂覆锂离子电池隔膜，显著提高了锂离子电池隔膜的耐热性与孔隙率，增加了锂离子电池隔膜的gurley数。
1.一种芳纶勃姆石复合纳米纤维的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种芳纶勃姆石复合纳米纤维的合成方法，其特征在于，步骤一中，al(oh)3分散液由al(oh)3凝胶或al(oh)3无定形粉末分散到去离子水中制得。
3.如权利要求2所述的一种芳纶勃姆石复合纳米纤维的合成方法，其特征在于，al(oh)3凝胶为0.25mol/l铝盐的水溶液与1mol/l的氢氧化钠水溶液反应得到。
4.如权利要求1所述的一种芳纶勃姆石复合纳米纤维的合成方法，其特征在于，步骤二中，将al(oh)3分散液的ph值调节为6。
5.如权利要求1所述的一种芳纶勃姆石复合纳米纤维的合成方法，其特征在于，芳纶纳米纤维凝胶的制备方法包括如下步骤：
6. 如权利要求5所述的一种芳纶勃姆石复合纳米纤维的合成方法，其特征在于，对位芳纶的纳米纤维分散液包括如下组分：对位芳纶 1质量份、koh 0.25-1.5质量份、去离子水0-1.5质量份、dmso≥19质量份。
7.如权利要求6所述的一种芳纶勃姆石复合纳米纤维的合成方法，其特征在于，不良溶剂的质量份为1份。
8.如权利要求5所述的一种芳纶勃姆石复合纳米纤维的合成方法，其特征在于，不良溶剂为二甲基乙酰胺dmac、n,n-二甲基甲酰胺dmf、碳酸二甲酯dmc、碳酸二乙酯dc、乙酸乙酯中的一种或几种。
9.一种如权利要求1-8任一项所述合成方法合成的芳纶勃姆石复合纳米纤维。
10.一种如权利要求9所述的芳纶勃姆石复合纳米纤维在制备锂离子电池复合隔膜中的应用。