本申請涉及鋰金屬電池隔膜材料，尤其涉及一種多孔聚合物膜的改性方法、改性多孔聚合物膜及其應用。
背景技術：
1、隨著經濟的迅速發展，對先進能源的需求日益增長。為了滿足便攜設備、電動汽車與智能電網等先進設備對儲能器件的要求，開發具備低成本、高能量密度、長使用壽命的高性能儲能器件成為了目前研究的熱點。鋰離子電池因其能量密度大、工作電壓高、工作溫度寬、無記憶效應等優勢，作為目前發展最成熟的二次電池，被廣泛應用于各個領域。然而，鋰資源在地殼中的含量分布不均，且隨著鋰資源的不斷消耗其成本不斷上升，導致鋰離子電池無法滿足大規模電化學儲能的要求。
2、鋰金屬電池由于鋰金屬負極具備最高的理論比容量(3860mah?g-1)以及超低的氧化還原電位(-3.04v，相對于標準氫電極)，有望成為下一代高性能電化學儲能器件。然而，鋰金屬反應活性較高，與電解液的副反應劇烈，容易造成電解液衰竭而縮短電池的壽命；同時，電解液較低的離子遷移數會導致在鋰沉積過程中容易形成大量鋰枝晶，使得隔膜被刺穿從而發生電池短路；另外，受限于制備工藝的局限性，商用聚合物隔膜存在電解液浸潤性差、離子電導率不理想、功能單一等問題，界面阻抗大，不利于抑制鋰枝晶的生長。上述瓶頸問題已經制約了鋰金屬電池的進一步發展。
3、開發新型高性能多孔隔膜材料是推動鋰金屬電池發展的關鍵之一。針對商用多孔聚合物隔膜的問題，近年來開發了以功能涂層為主的隔膜涂覆改性策略，盡管這些策略在一定程度上緩解了上述問題，然而一方面其材料制備與改性步驟復雜，另一方面因商用隔膜表面疏水，不利于功能涂層的均勻涂覆，導致其浸潤性仍然較差，難以有效降低其界面阻抗，進而影響鋰金屬電池的性能。
技術實現思路
1、本申請提供一種多孔聚合物膜的改性方法、改性多孔聚合物膜及其應用，旨在解決現有多孔聚合物膜涂層改性工藝復雜，以及改性后的多孔聚合物膜的界面阻抗高引起的電池的電化學性能差的問題。
2、為了達到上述目的，本申請采用以下技術方案予以實現。
3、本申請的第一方面，提供一種多孔聚合物膜的改性方法，包括：
4、s1，將多孔聚合物膜在光引發劑溶液中浸漬后，進行紫外光輻照，得到具有光引發活性的多孔聚合物膜；
5、s2，將具有光引發活性的多孔聚合物膜在含氟單體和丙烯酸酯單體的混合溶液中浸漬后，經紫外光輻照進行接枝，清洗后得到改性多孔聚合物膜。
6、優選地，所述光引發劑溶液的溶質為奪氫型光引發劑；
7、所述光引發劑溶液及混合溶液的溶劑均為極性有機溶劑；
8、所述極性有機溶劑包括n,n-二甲基甲酰胺，n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、1,4-二氧六環、乙腈或丙酮中的至少一種。
9、進一步優選地，所述奪氫型光引發劑包括二苯甲酮、米蚩酮、硫雜蒽酮、異丙基硫雜蒽酮或2-乙基蒽醌中的任意一種。
10、優選地，所述多孔聚合物膜的原料包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚偏氟乙烯或纖維素中的至少一種。
11、優選地，所述含氟單體包括五氟苯乙烯、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2,2,3,3-四氟丙酯、丙烯酸-2,2,3,3-四氟丙酯、甲基丙烯酸-2,2,3,4,4,4-六氟丁酯或丙烯酸-2,2,3,4,4,4-六氟丁酯中的至少一種；
12、和/或，
13、所述丙烯酸酯類單體包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸環乙酯、丙烯酸月桂酯、丙烯酸-2-羥基乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或聚乙二醇二甲基丙烯酸酯中的至少一種。
14、優選地，所述光引發劑溶液的濃度為0.5～20wt％；所述混合溶液中，含氟單體和丙烯酸酯單體的體積之和占含氟單體、丙烯酸酯單體與溶劑的體積總和的比例為10～90％。
15、優選地，s1中，浸漬時間為5～30min，紫外光輻照的時間為5～15min；s2中，浸漬時間為0.5～12h，紫外光輻照的時間為5～30min。
16、本申請的第二方面，提供上述改性方法制備的改性多孔聚合物膜。
17、本申請的第三方面，提供上述改性多孔聚合物膜在鋰金屬電池中的應用。
18、本申請的第四方面，提供一種鋰金屬電池隔膜，其包括上述改性多孔聚合物膜。
19、與現有技術相比，本申請的有益效果為：
20、本申請的改性方法以共價鍵鍵合形式將改性組分以無規共聚的形式直接接枝至多孔聚合物膜表面，改性工藝簡單，材料成本低廉，具有規模化生產的潛力；具有良好的普適性，可用于各種常見的商用多孔聚合物隔膜；通過改變改性組分如含氟單體和丙烯酸酯類單體的種類和比例，可按需獲得不同特性的改性多孔聚合物膜。
21、本申請的改性多孔聚合物膜表面所接枝的無規共聚物側鏈中，含氟單體單元上富含電負性c-f鍵，有利于增強鋰離子傳輸動力學以及在電極表面的均勻沉積/剝離，同時促進鋰金屬負極表面富含lif的固體電解質界面(sei)層的形成，從而提高鋰金屬電池的電化學性能；而丙烯酸酯類單體單元提供豐富的酯官能團，有利于增強多孔聚合物膜對電解液的浸潤性，從而降低鋰離子傳輸的界面阻抗，進一步提高鋰金屬電池的電化學性能。
1.一種多孔聚合物膜的改性方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述光引發劑溶液的溶質為奪氫型光引發劑；
3.根據權利要求2所述的改性方法，其特征在于，所述奪氫型光引發劑包括二苯甲酮、米蚩酮、硫雜蒽酮、異丙基硫雜蒽酮或2-乙基蒽醌中的任意一種。
4.根據權利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述多孔聚合物膜的原料包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰亞胺、聚酰胺、聚偏氟乙烯或纖維素中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述含氟單體包括五氟苯乙烯、2,2,2-三氟乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2,2,3,3-四氟丙酯、丙烯酸-2,2,3,3-四氟丙酯、甲基丙烯酸-2,2,3,4,4,4-六氟丁酯或丙烯酸-2,2,3,4,4,4-六氟丁酯中的至少一種；
6.根據權利要求2所述的改性方法，其特征在于，所述光引發劑溶液的濃度為0.5～20wt％；
7.根據權利要求1所述的改性方法，其特征在于，s1中，浸漬時間為5-30min，紫外光輻照的時間為5～15min；
8.權利要求1-7任一項所述的改性方法制備的改性多孔聚合物膜。
9.權利要求8所述的改性多孔聚合物膜在鋰金屬電池中的應用。
10.一種鋰金屬電池隔膜，其特征在于，其包括權利要求8所述的改性多孔聚合物膜。