ES3035238T3 - Separator, electrical apparatus containing such separator, and preparation method thereof - Google Patents

Separator, electrical apparatus containing such separator, and preparation method thereof

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ES3035238T3 ES20947350T ES20947350T ES3035238T3 ES 3035238 T3 ES3035238 T3 ES 3035238T3 ES 20947350 T ES20947350 T ES 20947350T ES 20947350 T ES20947350 T ES 20947350T ES 3035238 T3 ES3035238 T3 ES 3035238T3
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Cong Cheng
Na Liu
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Abstract

Un separador, un dispositivo eléctrico que lo comprende y su método de preparación. El separador presenta diversas propiedades mejoradas gracias a la inclusión de un recubrimiento compuesto por un compuesto híbrido orgánico-inorgánico, el cual está constituido por el conjunto periódico de la unidad básica, como se muestra en la fórmula I. Una batería y un aparato eléctrico que lo comprende, sus métodos de fabricación, y un método y el uso del compuesto híbrido orgánico-inorgánico para mejorar las propiedades de un separador. Lx(MaCb)y·Az Fórmula I. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Separador, aparato eléctrico que contiene tal separador y método de preparación del mismo
CAMPO TÉCNICO
Esta solicitud se relaciona con el campo de aparatos eléctricos, en particular con un separador para uso en aparatos eléctricos, una batería u otros aparatos eléctricos que contienen tal separador, un dispositivo eléctrico que incluye la batería u otros aparatos eléctricos y los métodos de preparación de los mismos.
ANTECEDENTES
Los aparatos eléctricos son ampliamente utilizados en todos los campos de la sociedad moderna. En muchos aparatos eléctricos hay que utilizar separadores para el aislamiento físico y el aislamiento eléctrico. Las baterías recargables son los aparatos eléctricos más conocidos que necesitan utilizar separadores. Un principio de funcionamiento de las baterías recargables es implementar carga y descarga repetida a través de reacciones electroquímicas reversibles. Una o más capas de separadores se utilizan normalmente dentro de la batería recargable para aislar un lado de electrodo positivo de un lado de electrodo negativo y proporcionar transmisión o bloqueo selectivo para materiales de diferentes tipos, tamaños y cargas en el sistema. Por ejemplo, el separador aísla electrones y separa físicamente los materiales activos de electrodo positivo y negativo de la batería secundaria, evitando el cortocircuito interno para formar un campo eléctrico en una dirección específica. Además, los iones en la batería pueden pasar a través del separador para moverse entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. Con el desarrollo de campos relacionados en los últimos años, las baterías recargable se utilizan cada vez más en campos de alta tecnología, alta resistencia y altos requisitos, como vehículos de nueva energía, aeroespacial, barcos y maquinaria pesada, e incluso sirven como equipo principal de suministro de potencia y energía en estos campos. En comparación con baterías recargables convencionales utilizadas en pequeños bienes de consumo durante las últimas décadas, estos campos de alta tecnología están imponiendo requisitos sin precedente a las baterías recargables, y muchos de los requisitos están estrechamente relacionados con el rendimiento de los separadores en las baterías. Por ejemplo, dependiendo del uso específico, la gente puede esperar urgentemente que los separadores recién desarrollados consigan al menos uno de los siguientes efectos: ser favorables para la mejora de al menos una densidad de energía de batería, conductividad iónica y rendimiento de ciclo; peso extremadamente ligero, excelente permeabilidad al aire y excelente resistencia mecánica, resistencia a la abrasión y resistencia a la peladura; buena afinidad con la fase líquida utilizada en el sistema de batería para conseguir una excelente tasa de retención de electrolito y humectabilidad con electrolito; ser capaz de suprimir eficazmente la generación y la acumulación de gas dentro del sistema de batería para evitar que la batería o la celda se abulten; buena promoción de la reacción electroquímica en la batería e inhibición significativa de cualquier efecto adverso en la reacción electroquímica; excelentes propiedades térmicas y estabilidad térmica; y así sucesivamente.
Con este fin, los investigadores en este campo han realizado muchas investigaciones hasta el momento y han hecho muchas mejoras experimentales en los materiales del separador, por ejemplo diseñando la composición polimérica de una matriz en el separador o depositando partículas poliméricas orgánicas o partículas de material cerámico inorgánico en la matriz. Sin embargo, hasta el momento no se ha desarrollado un separador satisfactorio.
El documento US2020/220136 A1 divulga separadores compuestos revestidos de estructura metal-orgánica (MOF) para dispositivos electroquímicos. La divulgación sugiere el uso de una composición de CU3BTC2 como un material de MOF. El documento CN 104393 220 A divulga un diafragma de batería, siendo polietileno su sustrato y estando revestido de un material de estructura metal-orgánica, como CU<3>(BTC)<2>. Un documento adicional relacionado con separadores que utilizan un MOF que abarca compuestos relacionados con BTC es el documento CN 108807798 A.
RESUMEN
Un separador de esta solicitud exhibe una densidad de energía sorprendentemente elevada, una baja masa por unidad de área, una elevada permeabilidad al aire, una alta resistencia mecánica y excelente humectabilidad y tasa de retención de electrolito, absorción de gas, promoción de reacción electroquímica, estabilidad térmica, parámetros térmicos requeridos y similares debido a una capa de revestimiento que incluye un compuesto combinado orgánicoinorgánico. El rendimiento de tasa, el rendimiento de ciclo y similares de baterías y otros aparatos eléctricos que utilizan tales separadores han mejorado considerablemente.
Un primer aspecto de esta solicitud proporciona un separador según las características de la reivindicación 1, donde el separador incluye:
una capa de matriz polimérica; y
una capa de revestimiento aplicada sobre al menos una superficie de la capa de matriz polimérica, donde la capa de revestimiento incluye un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico y el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico está formado por el ensamblaje periódico, a lo largo de al menos una dirección espacial, de unidades básicas expresadas por la Fórmula I; donde
Lx(MaCb)yAz Fórmula I
En la Fórmula I, M es un catión de uno o más metales seleccionado de los siguientes: Zn, Co, Cu, Fe, Cd, Mn, Ag, Rh, Ru, Be, Mg, Al, Sc, Cr, Ni, Y, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, In, Ca, Sr, Pb, metales lantánidos y metales actínidos, donde a es un valor que oscila de 0,1 a 10;
C se selecciona de uno o más de los siguientes átomos, grupos atómicos, moléculas pequeñas o aniones: O, =O, O2-, S2-, Cl-, Br, I-, CO, -OH, OH- y H2O, donde b es un valor que oscila de 0 a 20;
y es un valor que oscila de 1 a 50;
cuando M son cationes de dos o más metales, un producto de a e y representa el número de todos los cationes metálicos en una única unidad básica expresada por la Fórmula I;
L se selecciona de uno o más de los siguientes ligandos: grupo ciano, CN-, grupo tiociano, SCN-, nitrilo y sales, ácidos, ésteres y anhídridos de los anteriores ligandos, donde el nitrilo es uno o más de los siguientes: alcano C2-C12 dinitrilo lineal o ramificado, alcano C3-C12 trinitrilo lineal o ramificado, alcano C4-C12 tetranitrilo lineal o ramificado, alqueno C2-C12 dinitrilo de cadena lineal o ramificada, alqueno C3-C12 trinitrilo lineal o ramificado, alqueno C4-C12 tetranitrilo lineal o ramificado, alquino C2-C12 dinitrilo lineal o ramificado, alquino C3-C12 trinitrilos lineales o ramificados y alquino C4-C12 tetranitrilos lineales o ramificados, donde uno o más átomos de hidrógeno en el nitrilo están opcionalmente sustituidos por uno o más grupos sustituyentes seleccionados de los siguientes grupos: grupo ciano, grupo nitro, grupo amino, grupo aldehído, grupo carboxilo, halógeno, grupo alquilo C1-C8, grupo hidroxialquilo C1-C8, grupo alcoxi C1-C8, grupo alquenilo C2-C<8>, grupo alquinilo C2-C8, grupo cicloalquilo C3-C16, grupo arilo C6-C20, grupo heteroarilo C6-C20 o cualquier combinación de los mismos, donde x es un valor que oscila de 1 a 50; y
A es un átomo o catión seleccionado de uno o más de los siguientes elementos metálicos: Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Sr, Zn, Al, Mg y Ca; o se selecciona de una o más de las siguientes moléculas: H2, O2, H2O, CO2, NH3, CH4, formato de metilo, acetato de etilo y carbonato de propileno, donde z es un valor que oscila de 0,01 a 100; en donde el catión metálico M, el ligando L y opcionalmente C forman una estructura de unidad básica cúbica o cuasi cúbica, en donde M o una combinación de M y C están situados en un vértice de la unidad básica, y el ligando L está situado en un borde de la unidad básica, la unidad básica tiene poros, A está situado en los poros de la unidad básica, y la unidad básica está ensamblada periódicamente a lo largo de al menos una dirección espacial para formar el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico.
Según una implementación del primer aspecto, en el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico, el número de unidades básicas expresado en la Fórmula I que están ensambladas periódicamente a lo largo de al menos una dirección espacial es un número entero que oscila de 3 a 10.000. Según una implementación del primer aspecto, el número de unidades básicas expresado por la Fórmula I que están ensambladas periódicamente a lo largo de al menos una dirección espacial de las direcciones X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas es un número entero que oscila de 3 a 10.000. Según otra implementación del primer aspecto, una dirección de extensión de ensamblaje periódico de las unidades básicas expresadas por la Fórmula I es al menos una de las tres direcciones espaciales X', Y' y Z'; el número de unidades básicas ensambladas periódicamente es un número entero que oscila de 3 a 10.000; y las tres direcciones X', Y' y Z' y las direcciones X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas forman ángulos incluidos de 0 grados a 75 grados respectivamente, por ejemplo un ángulo incluido de 5 grados a 60 grados. Según otra implementación del primer aspecto, 0,5<x:y<6. Según otra implementación del primer aspecto, en el caso de que b no sea cero, 0,5<a:b<8. Según otra implementación del primer aspecto, el compuesto combinado híbrido orgánicoinorgánico tiene la siguiente estructura: el ligando es CN o SCN, el catión metálico M es un catión de uno o más metales de transición seleccionados de Zn, Co, Cu, Fe, Cd, Mn, Ag, Rh, Ru, Sc, Cr, Ni, Y, Ti, Zr, Hf, Sr, Pb y metales lantánidos, y el catión metálico M y el ligando CN o SCN forman una microestructura ensamblada periódicamente en una forma cúbica o cuasi cúbica. Según otra implementación del primer aspecto, M es un catión de uno o más metales seleccionado de los siguientes: Co, Fe, Mn y Ni; y L es un grupo ciano o CN-. Según otra implementación del primer aspecto, la unidad básica indicada por la Fórmula I en el compuesto combinado orgánico-inorgánico se selecciona de una o más de las siguientes: (CN)6[FeFe]-K2, (CN)6[FeFe]-Na2, (CN)6[FeFe]-Li2, (CN)6[FeMn]-K2, (CN)<6>[FeMn]-NaK, (CN)6[FeMn]-Na2, (CN)<6>[FeMn]-NaLi, (CN)6[FeMn]-Ü2, (CN)<6>[FeMn]-KLi, ( C N ^ e M ^ - M ^ O ^ a, (CN)<6>[FeMn]-K<2>(CO<2>)ü<,1>, (CN)<3,7>[Co<0,93>Fe]-K<1,8>, (CN)<3,42>[Fe<0,55>Mn]-Na<0,27>(H<2>O)<1,5>, (CN)<3,42>[Fe<0,55>Mn]-Na<0,27>, (CN)<5,98>[Fe<0,99>Mn]-Na<1>,gg, (CN)<6>[Fe<0,8>Mn]-Na<1,5>y (CN)<5,83>Fe<0,96>(Ni<0,33>Mn<0,33>Fe<0,34>). Según otra implementación del primer aspecto, la capa de revestimiento incluye además uno o más componentes seleccionados de los siguientes: aglutinantes, partículas inorgánicas, estabilizadores, agentes humectantes, antiespumantes, espesantes, modificadores reológicos, agentes de ajuste de pH y conservantes. Según otra implementación del primer aspecto, la partícula inorgánica se selecciona de al menos una de las siguientes: boehmita, zeolita, tamiz molecular, alúmina, hidróxido de alúmina, sílice, nitruro de aluminio, carburo de silicio, MgO, CaO, ZnO, ZrO2, TiO2 y una mezcla de los mismos. Según otra implementación del primer aspecto, una relación ponderal de compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico y las partículas inorgánicas es 1:5 a 5:1.
Un segundo aspecto de esta solicitud proporciona una batería, y la batería incluye el separador descrito en cualquiera de las implementaciones anteriores. Según una implementación, la batería incluye además un electrodo y un electrolito. Según una implementación, la batería es una batería secundaria.
Un tercer aspecto de esta solicitud proporciona un aparato eléctrico, el aparato eléctrico incluye el separador descrito en cualquiera de las implementaciones anteriores, y el aparato eléctrico se selecciona a partir de una batería de iones de litio, una batería de iones de sodio recargable, una batería de litio-azufre, una batería de magnesio, una batería de zinc y un supercondensador. Según una implementación, el aparato eléctrico se selecciona de una batería de iones de litio secundaria, una batería de iones de sodio secundaria, una batería de iones azufre secundaria, una batería de iones magnesio secundaria y una batería de zinc secundaria.
Un cuarto aspecto de esta solicitud proporciona un dispositivo eléctrico, y el dispositivo eléctrico incluye la batería o el aparato eléctrico descrito en cualquiera de las implementaciones del segundo aspecto o del tercer aspecto.
Un quinto aspecto de esta solicitud proporciona un método para preparar un separador, y el método incluye: proporcionar una capa de matriz polimérica y formar, en al menos una superficie de la capa de matriz polimérica, una capa de revestimiento que incluye un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico, donde el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico se describe en cualquiera de las implementaciones del primer aspecto.
Un sexto aspecto de esta solicitud proporciona un método para mejorar el rendimiento de un separador, y el método incluye: proporcionar una capa de matriz polimérica y formar, en al menos una superficie de la capa de matriz polimérica, una capa de revestimiento que incluye un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico; donde el rendimiento mejorado del separador se selecciona de al menos uno de los siguientes: (1) afinidad del separador con el electrolito; (2) permeabilidad al aire, capacidad de gas y rendimiento antiabultamiento del separador; (3) densidad de área, densidad de energía y resistencia mecánica del separador; (4) resistencia al calor, combustión retardada y rendimiento a prueba de explosiones del separador; (5) conductividad iónica del separador, y (6) rendimiento de tasa y rendimiento de ciclo de una celda de batería preparada utilizando el separador.
Un séptimo aspecto de la solicitud proporciona un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico para mejorar el rendimiento de un separador, donde el rendimiento mejorado del separador se selecciona de al menos uno de los siguientes: (1) afinidad del separador con el electrolito; (2) permeabilidad al aire, capacidad de gas y rendimiento antiabultamiento del separador; (3) densidad de área, densidad de energía y resistencia mecánica del separador; (4) resistencia al calor, combustión retardada y rendimiento a prueba de explosiones del separador; (5) conductividad iónica del separador, y (6) rendimiento de tasa y rendimiento de ciclo de una celda de batería preparada utilizando el separador.
Según cualquiera de las implementaciones de esta solicitud, la capa de revestimiento de esta solicitud es capaz de mejorar el rendimiento, y el rendimiento se selecciona de al menos uno de los siguientes: densidad de energía, conductividad iónica, rendimiento de ciclo, peso, permeabilidad la aire, resistencia mecánica, resistencia a la abrasión, resistencia a la peladura, antiabultamiento, promoción de reacción electroquímica, propiedades térmicas y estabilidad térmica.
En la sección de descripción detallada a continuación, los detalles de diseño del separador, el aparato eléctrico y el método de preparación del mismo diseñado en esta solicitud se describen con referencia a los dibujos adjuntos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La FIG. 1 es un espectrograma FTIR de un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico sintetizado según una realización de esta solicitud.
La FIG. 2 es un espectrograma de microscopio electrónico de barrido (SEM) de un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico sintetizado según una realización de esta solicitud.
La FIG. 3A y la FIG. 3B ilustran un vehículo según una realización de esta solicitud, donde una batería del vehículo incluye un separador de esta solicitud.
La FIG. 4A es una vista esquemática en despiece de una batería según una realización de esta solicitud. La FIG. 4B y la FIG. 4C son vistas esquemáticas tridimensionales de la batería en la FIG 4A.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES
Un "rango" divulgado en el presente documento puede presentarse en forma de límite superior o límite inferior, que pueden ser uno o más límites inferiores y uno o más límites superiores, respectivamente. Un rango dado se define mediante elección de un límite inferior y un límite superior. Los límites inferior y superior seleccionados definen delimitaciones de un rango particular. Todos los rangos que se pueden definir de esta manera son inclusivos y combinables, es decir, cualquier límite inferior se puede combinar con cualquier límite superior para formar un rango. Por ejemplo, rangos de 60-120 y 80-110 enumerados para un parámetro específico se interpretan como rangos de 60-110 y 80-120 que se pueden concebir. Además, si se enumeran los valores de rango mínimos 1 y 2 y se enumeran valores de rango máximos 3, 4 y 5, se pueden concebir todos los siguientes rangos: 1-3, 1-4, 1-5, 2-3, 2-4 y 2-5.
En esta solicitud, a menos que se especifique lo contrario, un rango numérico "a-b" significa una representación abreviada de cualquier combinación de números reales de a a b, donde tanto a como b son números reales. Por ejemplo, un rango numérico "0-5" significa que todos los números reales incluidos en "0-5" se han enumerado en la memoria descriptiva y "0-5" es solo una representación abreviada de una combinación de estos valores. Además, cuando un parámetro se expresa como un número entero mayor o igual a 2, es equivalente divulgar que el parámetro es, por ejemplo, un número entero 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 o 12.
A menos que se especifique lo contrario, el término "dos" utilizado en esta memoria descriptiva se refiere a "al menos dos".
En esta solicitud, a menos que se especifique lo contrario, todas las realizaciones mencionadas en esta memoria descriptiva se pueden combinar entre sí para formar una nueva solución técnica.
En esta solicitud, a menos que se especifique lo contrario, todas las características técnicas mencionadas en esta memoria descriptiva se pueden combinar entre sí para formar una nueva solución técnica.
En esta solicitud, a menos que se especifique lo contrario, todos los pasos mencionados en esta memoria descriptiva se pueden realizar secuencialmente o realizar aleatoriamente. Por ejemplo, el método incluye los pasos (a) y (b), lo que indica que el método puede incluir los pasos (a) y (b) realizados secuencialmente, o puede incluir los pasos (b) y (a) realizados secuencialmente. Por ejemplo, el método puede incluir además el paso (c), lo que indica que el paso (c) se puede añadir al método en cualquier orden, por ejemplo, el método puede incluir los pasos (a), (b) y (c), o puede incluir los pasos (a), (c) y (b), o puede incluir los pasos (c), (a) y (b), y así sucesivamente.
En esta solicitud, a menos que se especifique lo contrario, "incluido" mencionado en esta memoria descriptiva significa un tipo inclusivo o un tipo exclusivo. Por ejemplo, "incluido" puede significar que también se pueden incluir otros componentes no enumerados o que solo se pueden incluir los componentes enumerados.
En esta solicitud, "dentro", "fuera", "encima", "debajo" y similares que se utilizan para describir una relación espacial de componentes u objetos particulares con respecto a otros componentes u objetos indican que el primer está situado dentro, fuera, encima o debajo del último, y los dos pueden estar en contacto directo o estar separados por una distancia específica o separados por un tercer componente u objeto.
Según una implementación de esta solicitud, el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico se puede preparar de una manera muy simple. Específicamente, la sal de cationes metálicos soluble o insoluble, el ligando, el disolvente y cualquiera de los otros aditivos (como agente de ajuste de pH, tensioactivo, agente oxidante, agente reductor, solubilizador, cristal semilla y materias primas de A y C en la Fórmula I) se añaden en un orden específico basado en una proporción establecida para formar un sistema mixto; el sistema se sella y se envejece a una temperatura específica durante un tiempo específico, de modo que el catión metálico M, el ligando L y opcionalmente A y C se pueden ensamblar espontáneamente (lo que a veces se puede considerar también coprecipitación ordenada) para formar el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico en esta solicitud. Según algunas implementaciones de esta aplicación, se pueden introducir moléculas pequeñas indicadas con C mediante adsorción tras la síntesis del compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico en esta solicitud.
En esta solicitud, el ligando L contenido en el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico se selecciona de al menos uno de los siguientes ligandos: grupo ciano, CN-, grupo tiociano, SCN-, nitrilo y sales, ácidos, ésteres y anhídridos de los ligandos anteriores, donde el nitrilo es uno o más de los siguientes: alcanodinitrilo C2-C12 lineal o ramificado, alcanotrinitrilo C3-C12 lineal o ramificado, alcanotetranitrilo C4-C12 de lineal o ramificado, alquenodinitrilo C2-C12 de cadena lineal o ramificado, alquenotrinitrilo C3-C12 lineal o ramificado, alquenotetranitrilo C4-C12 lineal o ramificado, alquinodinitrilo C2-C12 lineal o ramificado, alquinotrinitrilos C3-C12 lineales o ramificados y alquinotetranitrilos C4-C12 lineales o ramificados donde uno o más átomos de hidrógeno en el nitrilo están opcionalmente sustituidos por uno o más grupos sustituyentes seleccionados de los siguientes grupos: grupo ciano, grupo nitro, grupo amino, grupo aldehído, grupo carboxilo, halógeno, grupo alquilo C1-C8, grupo hidroxialquilo C1-C8, grupo alcoxi C1-C8, grupo alquenilo C2-C8, grupo alquinilo C2-C8, grupo cicloalquilo C3-C16, grupo arilo C6-C20, grupo heteroarilo C6-C20 o cualquier combinación de los mismos. Según una implementación de esta solicitud, el ligando es un grupo ciano o CN-. Según otra implementación de esta solicitud, el ligando se selecciona de los siguientes nitrilos: etano-1,2-dinitrilo (también conocido como succinonitrilo), malononitrilo, glutaronitrilo, adiponitrilo, heptanodinitrilo, suberonitrilo, azelonitrilo, sebaconitrilo, etilen-1,2-dinitrilo, propilen-1,3-dinitrilo, buten-1,4-dinitrilo, penten-1,5-dinitrilo, hexen-1,6-dinitrilo, hepten-1,7-dinitrilo, octen-1,8-dinitrilo, nonen-1,9-dinitrilo, decen-1,10-dinitrilo, acetilen-1,2-dinitrilo, propin-1,3-dinitrilo, butin-1,4-dinitrilo, pentin-1,5-dinitrilo, hexin-1,6-dinitrilo, heptin-1,7-dinitrilo, octin-1,8-dinitrilo, nonin-1,9-dinitrilo y decin-1,10-dinitrilo. En el alcance de esta solicitud, el ligando puede ser significativamente diferente de las "sustancias inorgánicas" convencionales y puede proporcionar el compuesto combinado con propiedades similares a materiales orgánicos, y estos ligandos se clasifican en la categoría "orgánica" en esta solicitud. En otras palabras, en el compuesto combinado de esta solicitud, M y C (y opcionalmente A, cuando A no es metano, formiato de metilo, acetato de etilo o carbonato de propileno) contribuyen a la porción inorgánica, mientras que L y opcionalmente A
(donde A es metano, formiato de metilo, acetato de etilo o carbonato de propileno) contribuyen a la porción inorgánica.
Ciertamente, solo en términos de redacción, si el "compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico" en esta solicitud se cambia a "un compuesto combinado formado por el ensamblaje periódico, a lo largo de al menos una dirección espacial, de unidades básicas expresadas por la Fórmula I", el alcance de protección definido en las reivindicaciones de esta solicitud y el contenido descrito en la memoria descriptiva de esta solicitud no tiene cambios sustanciales.
"Ensamblaje periódico", "ensamblaje ordenado" y "ensamblaje ordenado periódicamente" se pueden utilizar indistintamente en esta solicitud para significar que la unidad básica se produce repetidamente a lo largo de al menos una dirección especificada, por ejemplo a lo largo de una, dos o tres direcciones especificadas, y las unidades básicas adyacentes están conectadas regularmente mediante puntos, aristas o caras compartidas.
Uno de los principales puntos de mejora de esta solicitud es formar en una matriz polimérica una capa de revestimiento que incluye un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico diseñado especialmente. En lo sucesivo, con el fin de simplificar, el término "compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico" se denomina "compuesto combinado".
Es decir, en toda la memoria descriptiva de esta solicitud, los términos "compuesto combinado híbrido orgánicoinorgánico", "compuesto combinado" y "compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico formado por el ensamblaje periódico de unidades básicas expresadas por la Fórmula I" se pueden utilizar indistintamente. Además, a lo largo de toda la memoria descriptiva de esta solicitud, los términos "poro", "canal de poro" y "orificio" se utilizan indistintamente para indicar microporo, mesoporo, una estructura macroporosa o cualquier combinación de los mismos en el óxido combinado de esta solicitud.
El compuesto combinado diseñado especialmente en esta solicitud tiene una microestructura que es bastante diferente de la de un complejo metal-orgánico convencional. Específicamente, en el compuesto combinado utilizado en esta solicitud, el catión metálico indicado por M está coordinado con el ligando indicado por L, y opcionalmente C y A se añaden para formar la unidad estructural más pequeña (unidad básica) expresada por la Fórmula I. Entonces, una pluralidad de tales unidades estructurales están ensambladas periódicamente a lo largo de al menos una de las tres direcciones X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas (o a lo largo de al menos una de las direcciones X', Y' y
Z' desviadas de 0 a 75 grados con respecto a las direcciones X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas) para formar un material poroso con un entramado de red porosa periódicamente. Un tamaño de poro de un canal de poro en el entramado puede ser nanoescala (por ejemplo varios nanómetros, docenas de nanómetros, decenas de nanómetros o cientos de nanómetros), un canal de poro con tal tamaño se puede denominar "canal de nanoporo" y un compuesto combinado con un canal de poro de tal tamaño se puede denominar "compuesto combinado a nanoescala" o "nanocompuesto combinado". El tamaño de poro del canal de poro en el entramado puede ser alternativamente microescala (por ejemplo varios micrómetros, docenas de micrómetros, decenas de micrómetros o cientos de micrómetros). Un canal de poro con tal tamaño se puede denominar "canal de microporo" y un compuesto combinado con un canal de poro de tal tamaño se puede denominar "compuesto combinado a microescala" o "microcompuesto combinado". Según una forma de ensamblaje específica de unidades estructurales en el compuesto combinado, el compuesto combinado puede incluir posiblemente tanto canales de nanoporo como canales de microporo y el compuesto combinado se puede denominar también "compuesto combinado mixto" en este caso. Según una implementación de esta solicitud, las unidades básicas se ensamblan periódicamente a lo largo de al menos una dirección, por ejemplo, a lo largo de una, dos o tres direcciones, para formar un compuesto combinado de esta solicitud, donde el compuesto combinado tiene una forma geométrica seleccionada de una o más de las siguientes: nanovarilla o microvarilla, nanohilo, hoja mono- o multicapa, cubo, cuasi cubo, cuboide, paralelepípedo, hexaedro asimétrico, octaedro asimétrico, esfera, esfera aproximada, elipsoide, elipsoide aproximado, óvalo, óvalo aproximado, partículas irregulares y similares. En esta solicitud, una forma "aproximada" o una "cuasi" forma significa que una desviación de contorno de la forma en cualquier punto de su contorno exterior en relación con su forma estándar que sigue a "aproximada" o "cuasi" es menor o igual a 20 %, por ejemplo menor o igual a 15 %, o menor o igual a 10 %, o menor o igual que 8 %, o menor o igual que 5 %, o menor o igual que 2 %, o menor o igual que 1 %. La denominada desviación de contorno se determina en base a una distancia entre un punto particular en el contorno exterior y un centro de masa del compuesto combinado. Por ejemplo, la FIG. 2 de esta solicitud muestra un compuesto combinado cúbico o cuasi cúbico según una implementación de esta solicitud.
Según una implementación de esta solicitud, el catión metálico M se selecciona de uno o más de Zn, Co, Cu, Fe, Cd,
Mn, Ag, Rh, Ru, Be, Mg, Al, Sc, Cr, Ni, Y, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, In, Ca, Sr, Pb, metales lantánidos y metales actínidos, por ejemplo seleccionándose de uno o más de Zn, Mn, Ni, Co, Fe y Cu. a es un valor 1-10, por ejemplo siendo un número entero de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 o 10; o encontrándose el valor del mismo dentro de un rango definido por cualquiera de estos dos valores. En algunos casos, debido al dopaje, la sustitución o un grado específico de defecto de red de un metal específico en el compuesto combinado de esta solicitud, a se puede indicar por un número no entero, por ejemplo siendo aproximadamente 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6,
1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1,2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1,3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1,5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1,6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6 7,1,7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1,8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9,0, 9,1,9,2, 9,3, 9 9,8, 9,9 o 10,0; o el valor del mismo se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores.
En la unidad básica del compuesto combinado expresado por la Fórmula I, C se selecciona de uno o más de los siguientes átomos, grupos atómicos, moléculas pequeñas o aniones: O, =O, O<2>-, S2-, Cl-, Br, I-, CO, -OH, OH- y H<2>O, y se conecta al catión metálico M a través de enlaces iónicos, covalentes o coordinados para formar una estructura de clúster de catión metálico-anión/catión metálico-átomo pequeño/catión metálico-molécula pequeña, y entonces la estructura de clúster y el ligando sirven como partes constituyentes de la unidad básica para formar el compuesto combinado de esta solicitud a través del autoensamblaje periódico. Según una implementación de esta solicitud, C es un átomo de oxígeno o un anión de oxígeno y el catión metálico se combina con C para formar una estructura de clúster, por ejemplo una estructura de clúster formada por un catión metálico central rodeado por aniones de oxígeno, como un "clúster tetraédrico metal-oxígeno" o "clúster octaédrico metal-oxígeno". Dependiendo de un tipo de aniones que rodean el catión metálico, la estructura de grupo "clúster tetraédrico metal-oxígeno" o "clúster octaédrico metaloxígeno" puede ser un tetraedro regular o un octaedro regular, o puede ser un tetraedro u octaedro deformado local o globalmente. Según otra implementación de esta solicitud, al menos un ion de oxígeno o un átomo de oxígeno que rodea el catión metálico (por ejemplo en un ángulo superior del clúster) en la anterior estructura de clúster es sustituido por un anión o una molécula pequeña seleccionada de S2-, Cl-, Br, I-, CO, CO<2>, -OH, OH- y H<2>O, lo que da lugar a la deformación local o global de la estructura de clúster. b es un valor que oscila de 0 a 20, por ejemplo siendo un número entero 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 o 20; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por cualquiera de estos dos valores. En algunos casos, debido al dopaje, la sustitución o un grado específico de defecto de red de un metal específico en el compuesto combinado de esta solicitud, b se puede indicar por un número no entero, por ejemplo siendo aproximadamente 0,1,0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2,
1.3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1,2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 4.0, 4,1,4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1,5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1,6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6,
6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1,7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1,8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8 9.4, 9,5, 9,6, 9,7, 9,8, 9,9, 10,0, 10,1, 10,2, 10,3, 10,4, 10,5, 10,6, 10,7, 10,8, 10,9, 11,0, 11,1, 11,2, 11,3, 11,4, 11,5,
11.6, 11,7, 11,8, 11,9, 12,0, 12,1, 12,2, 12,3, 12,4, 12,5, 12,6, 12,7, 12,8, 12,9, 13,0, 13,1, 13,2, 13,3, 13,4, 13,5, 13,6,
13.7, 13,8, 13,9, 14,0, 14,1, 14,2, 14,3, 14,4, 14,5, 14,6, 14,7, 14,8, 14,9, 5,0, 15,1, 15,2, 15,3, 15,4, 15,5, 15,6, 15,7,
15.8, 15,9, 16,0, 16,1, 16,2, 16,3, 16,4, 16,5, 16,6, 16,7, 16,8, 16,9, 17,0, 17,1, 17,2, 17,3, 17,4, 17,5, 17,6, 17,7, 17,8,
17.9, 18,0, 18,1, 18,2, 18,3, 18,4, 18,5, 18,6, 18,7, 18,8, 18,9, 19,0, 19,1, 19,2, 19,3, 19,4, 19,5, 19,6, 19,7, 19,8, 19,9
o 20,0; o el valor del mismo se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. y es un valor 0-50, por ejemplo siendo un número entero de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24,
25, 26, 27, 28, 29, 30, 31,32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41,42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 o 50; o el valor del mismo se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. Se desprende que un producto de a e y representa el número de M cationes metálicos en una unidad básica expresada por la Fórmula I. Cuando la Fórmula I contiene más de dos tipos de los diferentes cationes metálicos descritos anteriormente, el producto de a e y representa el número de todos los cationes metálicos en una única unidad básica expresada por la Fórmula I. De modo similar, un producto de b e y representa el número de aniones, átomos o grupos atómicos representados por C en una única unidad básica expresada por la Fórmula I. Cuando la unidad básica expresada por la Fórmula I contiene más de dos tipos de Cs diferentes, el producto de b e y representa el número de todos los Cs en una única unidad básica de la Fórmula I. Según algunas implementaciones de esta solicitud, un valor de b es cero. Según algunas implementaciones de esta solicitud, en ausencia de C, por motivos de simplicidad, el valor de M en un compuesto específico se puede escribir directamente como el producto de a e y.
Según otra implementación de esta solicitud, el ligando L se selecciona de uno o más de los siguientes: grupo ciano, grupo hidrocianato, grupo tiociano, grupo tiocianato y nitrilo (como los nitrilos descritos anteriormente), por ejemplo siendo un grupo ciano o hidrocianato. x representa el número de ligandos contenidos en la unidad básica expresada por la Fórmula I y es un valor 1 -50, por ejemplo siendo un número entero de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14,
15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31,32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41,42, 43, 44, 45,
46, 47, 48, 49 o 50; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores, o puede ser un valor decimal entre dos de estos valores, por ejemplo, el valor de x se puede encontrar dentro de un rango definido por dos de los siguientes valores: 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1.1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1 1.8, 1,9, 2,0, 2,1,2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1,3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 4.5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1,5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 7.2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9,0 9.9, 10,0, 10,1, 10,2, 10,3, 10,4, 10,5, 10,6, 10,7, 10,8, 10,9, 11,0, 11,1, 11,2, 11,3, 11,4, 11,5, 11,6, 11,7, 11,8, 11,9,
12.0, 12,1, 12,2, 12,3, 12,4, 12,5, 12,6, 12,7, 12,8, 12,9, 13,0, 13,1, 13,2, 13,3, 13,4, 13,5, 13,6, 13,7, 13,8, 13,9, 14,0,
14.1, 14,2, 14,3, 14,4, 14,5, 14,6, 14,7, 14,8, 14,9, 5,0, 15,1, 15,2, 15,3, 15,4, 15,5, 15,6, 15,7, 15,8, 15,9, 16,0, 16,1,
16.2, 16,3, 16,4, 16,5, 16,6, 16,7, 16,8, 16,9, 17,0, 17,1, 17,2, 17,3, 17,4, 17,5, 17,6, 17,7, 17,8, 17,9, 18,0, 18,1, 18,2,
18.3, 18,4, 18,5, 18,6, 18,7, 18,8, 18,9, 19,0, 19,1, 19,2, 19,3, 19,4, 19,5, 19,6, 19,7, 19,8, 19,9, 20,0, 20,1,20,2, 20,3,
20.4, 20,5, 20,6, 20,7, 20,8, 20,9, 21,1,21,2, 21,5, 21,8, 22,0, 22,1,22,2, 22,5, 22,8, 23,0, 23,2, 23,5, 23,8, 24,0, 24,2,
24.5, 24,8, 25,0, 26,2, 26,5, 26,8, 27,0, 27,2, 27,5, 27,8, 28,0, 28,2, 28,5, 28,8, 29,0, 29,2, 29,5, 29,8, 30,0, 30,2, 30,5,
30,8, 31,0, 31,2, 31,5, 31,8, 32,0, 32,2, 32,5, 32,8, 33,0, 33,2, 33,5, 33,8, 34,0, 34,2, 34,5, 34,8, 35,0, 35,2, 35,5, 35,8,
36,0, 36,2, 36,5, 36,8, 37,0, 37,2, 37,5, 37,8, 38,0, 38,2, 38,5, 38,8, 39,0, 39,2, 39,5, 39,8, 40,0, 40,2, 40,5, 40,8, 41,0,
41.2, 41,5, 41,8, 42,0, 42,2, 42,5, 42,8, 43,0, 43,2, 43,5, 43,8, 44,0, 44,2, 44,5, 44,8, 45,0, 45,2, 45,5, 45,8, 46,0, 46,2,
46.5, 46,8, 47,0, 47,2, 47,5, 47,8, 48,0, 48,2, 48,5, 48,8, 49,0, 49,2, 49,5, 49,8 y 50,0. Cuando la unidad básica expresada por la Fórmula I contiene dos o más tipos de ligandos L diferentes, x representa la suma del número de todos los ligandos L en una única unidad básica expresada por la Fórmula I.
En la unidad básica indicada por la anterior Fórmula I, es un átomo o catión seleccionado de uno o más de los siguientes elementos metálicos: Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Sr, Zn, Al, Mg y Ca; o se selecciona de una o más de las siguientes moléculas: H2, O2, H2O, CO2, NH3, CH4, formiato de metilo, acetato de etilo y carbonato de propileno. En esta solicitud, no hay enlace significativo entre el átomo, el ion o la molécula pequeña indicada por A y otros componentes M, L y C del compuesto combinado de esta solicitud. Por ejemplo, no hay enlace covalente, enlace coordinado y/o enlace iónico. Por ejemplo, solo hay presente una fuerza de dispersión muy débil, un enlace de hidrógeno o una interacción de carga muy débil entre A y M y entre L y C. En otras palabras, A puede estar simplemente acomodado en una estructura porosa del compuesto combinado de esta solicitud, y no hay una unión real con los otros componentes del compuesto combinado. z representa el número de átomos, iones o moléculas pequeñas acomodadas en la estructura porosa del compuesto combinado de esta solicitud, y es un número entero que oscila de 0 a 100 o un número decimal, por ejemplo siendo un número entero 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31,32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41,42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51,52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71,72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99 o 100; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores o un número decimal entre dos de estos valores.
En esta solicitud, una relación de x a y (x:y) puede variar dentro de un rango de 0,5-6, por ejemplo siendo 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1,2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1,3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1, 4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9 o 6,0; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. En esta solicitud, en el caso de que b no sea cero, una relación de a a b (a:b) puede variar dentro de un rango de 0,1-8, por ejemplo siendo 0,1, 0,2, 0,25, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1,3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1,4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1,5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1,6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1,7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9 o 8,0; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. Según una implementación de esta solicitud, el número de repeticiones de ensamblaje periódico de unidades básicas, expresadas por la Fórmula I, a lo largo de al menos una de las tres direcciones espaciales X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas (por ejemplo a lo largo de la dirección X, o a lo largo de la dirección Y, o a lo largo de la dirección Z o a lo largo de las direcciones X e Y o a lo largo de las direcciones X y Z o a lo largo de las direcciones Y y Z, por ejemplo a lo largo de la dirección X, la dirección Y y la dirección Z) es un número entero que oscila de 3 a 10.000, por ejemplo siendo un número entero que oscila de 5 a 8.000, o un número entero que oscila de 10 a 7.000, o un número entero que oscila de 20 a 6.000, o un número entero que oscila de 50 a 5.000, o un número entero que oscila de 70 a 4.000, o un número entero que oscila de 80 a 3.000, o un número entero que oscila de 90 a 2.000, o un número entero que oscila de 100 a 1.000. Por ejemplo, el número de repeticiones de ensamblaje periódico a lo largo de cualquiera de las direcciones X Y y Z (por ejemplo a lo largo de las tres direcciones X, Y y Z) es 3, 5, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 200, 220, 250, 280, 300, 320, 350, 380, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000, 3100, 3200, 3300, 3400, 3500, 3600, 3700, 3800, 3900, 4000, 4100, 4200, 4300, 4400, 4500, 4600, 4700, 4800, 4900, 5000, 5100, 5200, 5300, 5500, 5600, 5800, 6000, 6200, 6400, 6500, 6600, 6800, 7000, 7200, 7400, 7500, 7800, 8000, 8200, 8400, 8600, 8800, 9000, 9200, 9400, 9500, 9800 o 10000; o el valor del mismo se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. Según una implementación de esta solicitud, la unidad básica expresada por la Fórmula I tiene una estructura cúbica o cuasi cúbica, de modo que la unidad básica está ensamblada periódicamente a lo largo de tres direcciones ortogonales mutuas X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas.
Según otra implementación de esta solicitud, la unidad básica expresada por la Fórmula I está ensamblada periódicamente a lo largo de una o más de las direcciones espaciales X', Y' y Z' de las direcciones X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas, por ejemplo las direcciones X', Y' y Z' están desviadas de al menos una de las tres direcciones X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas en un ángulo específico, respectivamente, por ejemplo estando desviadas en 0-70 grados, desviadas en 2-65 grados o desviadas en 5-60 grados; o un ángulo de desviación es 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21,22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31,32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41,42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61,62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69 o 70; o un valor del ángulo de desviación se encuentra en un rango definido por dos de estos valores. Según una implementación de esta solicitud, el número de repeticiones de ensamblaje periódico de unidades básicas, expresadas por la Fórmula I, a lo largo de una o más de las direcciones X', Y' y Z' (por ejemplo a lo largo de la dirección X', o a lo largo de la dirección Y', o a lo largo de la dirección Z' o a lo largo de las direcciones X' e Y' o a lo largo de las direcciones X' y Z' o a lo largo de las direcciones Y' y Z', por ejemplo a lo largo de la dirección X', la dirección Y' y la dirección Z') es un número entero que oscila de 3 a 10.000, por ejemplo siendo un número entero que oscila de 5 a 8.000, o un número entero que oscila de 10 a 7.000, o un número entero que oscila de 20 a 6.000, o un número entero que oscila de 50 a 5.000, o un número entero que oscila de 70 a 4.000, o un número entero que oscila de 80 a 3.000, o un número entero que oscila de 90 a 2.000, o un número entero que oscila de 100 a 1.000. Por ejemplo, el número de repeticiones de ensamblaje periódico a lo largo de cualquiera de las direcciones X', Y' y Z' (por ejemplo a lo largo de las tres direcciones X', Y' y Z') es 3, 5, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170,
200, 220, 250, 280, 300, 320, 350, 380, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1100, 1200,
1300, 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2100, 2200, 2300, 2400, 2500, 2600, 2700, 2800, 2900, 3000 3200, 3300, 3400, 3500, 3600, 3700, 3800, 3900, 4000, 4100, 4200, 4300, 4400, 4500, 4600, 4700, 4800, 4900 5100, 5200, 5300, 5500, 5600, 5800, 6000, 6200, 6400, 6500, 6600, 6800, 7000, 7200, 7400, 7500, 7800, 8000 8400, 8600, 8800, 9000, 9200, 9400, 9500, 9800 o 10000; o el valor del mismo se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores.
Según las implementaciones de esta solicitud, en el caso de que la unidad básica esté ensamblada periódicamente a lo largo de cualquiera de las direcciones X, Y y Z (por ejemplo a lo largo de las tres direcciones X, Y y Z) o a lo largo de cualquiera de las direcciones X', Y' y Z' (por ejemplo a lo largo de las tres direcciones X', Y' y Z'), la propia unidad básica puede ser una estructura cúbica, una estructura cuasi cúbica (por ejemplo un ángulo de uno o más lados de la unidad básica está desviado en <10 grados, <9 grados, <8 grados, <7 grados, <6 grados, <5 grados, <4 grados, <3 grados, <2 grados, <1 grado o <0,5 grados respecto a la estructura cúbica; o un tamaño de uno o más lados de la unidad básica respecto ala estructura cúbicaen ±10%, ±9%, ±8%, ±7%, ±6%, ±5%, ±4%, ±3%, ±2%, ±1 %,o±0,5%), una estructura monoclínica, una estructura triclínica, una estructura ortogonal, una estructura hexaédrica aleatoria o similares.
Según una implementación de esta solicitud, con fines de simplificación, la unidad básica expresada por la Fórmula I se utiliza para representar el compuesto combinado de esta solicitud. Como se ha descrito anteriormente, el compuesto combinado está formado por el ensamblaje periódico, a lo largo de al menos una dirección espacial, de las unidades básicas expresadas por la Fórmula I. Según una implementación de esta solicitud, el compuesto combinado de esta solicitud está formado por el ensamblaje periódico, a lo largo de tres direcciones espaciales, de las unidades básicas expresadas por la Fórmula I, y su macroestructura se expresa como partículas sustancialmente esféricas. El tamaño de partícula de estas partículas se obtiene a través de medición utilizando varios medios técnicos convencionales. El tamaño de la unidad básica está determinado por tipos de todos los componentes mostrados en la Fórmula I, y un valor promedio o un valor máximo del número de repeticiones del ensamblaje periódico para el compuesto combinado de esta solicitud se puede determinar mediante una relación del tamaño de partícula de las partículas respecto a un tamaño unidimensional de la unidad básica.
Según una implementación de esta solicitud, el compuesto combinado de esta solicitud no incluye C ni A. Según otra implementación de esta solicitud, el compuesto combinado de esta solicitud incluye tanto C como A. Según otra implementación de esta solicitud, el compuesto combinado de esta solicitud incluye C pero no A.
Esta solicitud incluye además nuevas implementaciones obtenidas mediante combinación de dos o más de las implementaciones de esta solicitud.
Según una implementación de esta solicitud, la estructura de entramado del compuesto combinado está formada principalmente por ensamblaje de manera periódica, ordenada y uniforme de las unidades básicas compuestas por cationes metálicos indicados por M y ligandos indicados por L (y opcionalmente C y A), el compuesto combinado obtenido tiene una estructura orientada de manera altamente regular. Un patrón de ensamblaje y un tamaño de poro de la estructura de entramado del compuesto combinado se puede ajustar en base a los tipos y las proporciones relativas de los cationes metálicos y los ligandos en uso, las condiciones de procesamiento utilizadas en el proceso de síntesis y la selección de otras materias primas. Según una implementación de esta solicitud, el catión metálico M
está conectado al ligando L a través de uno o más enlaces coordinados, enlaces covalentes y enlaces iónicos. Según otra implementación de esta solicitud, el compuesto combinado de esta solicitud incluye tanto M como C, donde M y
C forman en primer lugar una estructura de clúster, y la estructura de clúster está entonces conectada al ligando L a través de uno o más enlaces coordinados, enlaces covalentes y enlaces iónicos.
Según una implementación especial de esta solicitud, el compuesto combinado de esta solicitud tiene la siguiente estructura. En esta estructura, el ligando es CN o SCN, por ejemplo siendo CN, y el catión metálico M es un catión seleccionado de uno o más de los siguientes metales de transición: Zn, Co, Cu, Fe, Cd, Mn, Ag, Rh, Ru, Sc, Cr, Ni, Y,
Ti, Zr, Hf, Sr, Pb y metales lantánidos. En esta implementación, el catión metálico M y el ligando CN (hidrocianato o ciano) o SCN (tiocianato o grupo tiocianato) constituye una microestructura cúbica o cuasi cúbica con una forma de ensamblaje periódico. En esta implementación, el compuesto combinado de esta solicitud con la primera estructura contiene al menos dos tipos de cationes metálicos diferentes: M1, M2, M3, M4, M5, M6 y similares. Los cationes metálicos son en cada caso cationes seleccionados de Zn, Co, Cu, Fe, Cd, Mn, Ag, Rh, Ru, Sc, Cr, Ni, Y, Ti, Zr, Hf, Sr, Pb y metales lantánidos, donde un radio iónico de M1 puede ser mayor, igual o menor que un radio iónico de M2. En esta solicitud, los cationes con diferentes estados de valencia del mismo elemento metálico se consideran dos cationes diferentes, por ejemplo Fe2+ y Fe3+ se consideran dos cationes diferentes. Según una implementación, cuando la unidad básica de la Fórmula I incluye al menos dos cationes metálicos, esto es, al menos M1 y M2, y opcionalmente incluye además uno o más de M3, M4, M5 y M6, una relación molar (M1:M2) de M1 y M2 es 0,1 a 10, por ejemplo la relación de la misma es 0,1,0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1,
2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1,4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8,
4,9, 5,0, 5,1, 5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1,6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1,7,2, 7,3, 7,4, 7,5,
7.6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9,0, 9,1,9,2, 9,3, 9,4, 9,5, 9,6, 9,7, 9,8, 9,9 o 10,0; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. Según una implementación, cuando la unidad básica de la Fórmula I incluye al menos tres cationes metálicos, esto es, al menos M<1>, M<2>y M<3>, y opcionalmente incluye además uno o más de M<4>, M<5>y M<6>, una relación molar de M<1>a M<2>se encuentra dentro del rango anterior. Una relación molar (M<1>:M<3>) de M<1>a M<3>es 0,1 a 10, por ejemplo la relación de la misma es 0,1, 0,2,
0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1,2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9,
3.0, 3,1,3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1,4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1,5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6,
5.7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1,6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1,7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1,8,2, 8,3,
8.4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9,0, 9,1, 9,2, 9,3, 9,4, 9,5, 9,6, 9,7, 9,8, 9,9 o 10,0; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. Según otra implementación, cuando la unidad básica de la Fórmula I incluye al menos cuatro cationes metálicos, esto es, al menos M<1>, M<2>, M<3>y M<4>, y opcionalmente incluye además uno o más de M<5>y M<6>, una relación molar de M<1>a M<2>y una relación molar de M<1>a M<3>se encuentran dentro del rango anterior. Una relación molar (M<1>:M<4>) de M<1>a M<4>es 0,1 a 10, por ejemplo la relación de la misma es 0,1,0,2,
0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1,2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9,
3.0, 3,1,3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1,4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1,5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6,
5.7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1,6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1,7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1,8,2, 8,3,
8.4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9,0, 9,1, 9,2, 9,3, 9,4, 9,5, 9,6, 9,7, 9,8, 9,9 o 10,0; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. Según otra implementación, cuando la unidad básica de la Fórmula I incluye al menos cinco cationes metálicos, esto es, al menos M<1>, M<2>, M<3>, M<4>y M<5>, y opcionalmente incluye además M<6>o uno o más de otros cationes metálicos, una relación molar de M<1>a M<2>, una relación molar de M<1>a M<3>, y una relación molar de M<1>a M<4>se encuentra dentro del rango anterior. Una relación molar (M<1>:M<5>) de M<1>a M<5>es 0,1 a 10, por ejemplo la relación de la misma es 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6,
1.7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1,2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1,3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1,4,2, 4,3,
4.4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1,5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7.1.7.2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9,0, 9,1,9,2, 9,3, 9,4, 9,5, 9,6, 9,7,
9.8, 9,9 o 10,0; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. Según otra implementación, cuando la unidad básica de la Fórmula I incluye al menos seis cationes metálicos, esto es, al menos
M<1>, M<2>, M<3>, M<4>, M<5>y M<6>, y opcionalmente incluye además uno o más de otros cationes metálicos, una relación molar de M<1>a M<2>, una relación molar de M<1>a M<3>, una relación molar de M<1>a M<4>, y una relación molar encuentran dentro del rango anterior. Una relación molar (M<1>:M<6>) de M<1>a M<6>es 0,1 a 10, por ejemplo la relación de la misma es 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4,
2.5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1,3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1,4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1,
5.2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1,6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1,7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7.9, 8,0, 8,1, 8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9,0, 9,1, 9,2, 9,3, 9,4, 9,5, 9,6, 9,7, 9,8, 9,9 o 10,0; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. Según otra implementación de esta solicitud, la unidad básica de la Fórmula I incluye dos cationes metálicos M<1>y M<2>, cuya relación molar se describe anteriormente.
Según otra implementación de esta solicitud, la unidad básica de la Fórmula I incluye tres cationes metálicos M<1>, M<2>y
M<3>, cuya relación molar se describe anteriormente. Según otra implementación de esta solicitud, la unidad básica de la Fórmula I incluye cuatro cationes metálicos M<1>, M<2>, M<3>y M<4>, cuya relación molar se describe anteriormente. Según otra implementación de esta solicitud, la unidad básica de la Fórmula I incluye cinco cationes metálicos M<1>, M<2>, M<3>, M<4>y M<5>, cuya relación molar se describe anteriormente. La unidad básica de la Fórmula I incluye seis cationes metálicos
M<1>, M<2>, M<3>, M<4>, M<5>y M<6>cuya relación molar se describe anteriormente.
Según una implementación de esta solicitud, el compuesto combinado de esta solicitud tiene la anterior estructura, y el compuesto combinado contiene solo un tipo de catión metálico M. Los iones del catión metálico M están dispuestos espacialmente en una estructura cristalina regular. Es decir, en cada unidad de conjunto más pequeña (una estructura de celda unitaria cúbica aproximada o hexaédrica regular), los cationes metálicos M están situados en ocho vértices del cubo o cuasi cubo, y el CN o SCN como ligando está situado en 12 lados del cubo o cuasi cubo. El CN o SCN lineal está dispuesto a lo largo de una dirección de extensión de cada lado, y los átomos de carbono y los átomos de nitrógeno del ligando (en un caso de CN) están enlazados a los cationes metálicos M en los vértices a través de enlaces coordinados, o los átomos de azufre y los átomos de nitrógeno del ligando (en un caso de SCN) están enlazados a los cationes metálicos M en los vértices a través de enlaces coordinados. La anterior unidad de conjunto mínima y opcionalmente C y A (los contenidos de C y A se seleccionan como se describió anteriormente) constituyen la unidad básica de la Fórmula I. Las unidades básicas están ensambladas periódicamente a lo largo de al menos una de las tres direcciones X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas (o a lo largo de al menos una de las tres direcciones X', Y' y Z' desviadas del sistema de coordenadas cartesianas). Las unidades básicas adyacentes se combinan a través de cationes metálicos y ligandos constituyentes en ángulos y lados compartidos, para formar el compuesto combinado con la anterior estructura en esta solicitud. En una implementación según esta aplicación, el ligando en uso es CN. En cada unidad básica, la mitad de los cationes metálicos M' situada en los vértices del ángulo del cubo o cuasi cubo están conectados directamente a los átomos de carbono del ligando CN en los lados del cubo o cuasi cubo; y la otra mitad de los cationes metálicos M" están conectados a los átomos de nitrógeno del ligando CN, donde M' y M" están en diferentes entornos espaciales y químicos. En este caso, la Fórmula I se escribe como "Lx(M'a'M"a"Cb)yAz" en esta solicitud. En esta fórmula, las definiciones y los valores de C, L, A, x, y, b y z se describen en cualquiera de las anteriores implementaciones. M' representa un catión metálico conectado directamente al átomo de carbono del ligando CN en la unidad básica, y M" representa un catión metálico conectado directamente al átomo de nitrógeno del ligando CN en la unidad básica. Los cationes metálicos M' y M" pueden ser cationes metálicos iguales
o diferentes, seleccionados en cada caso de uno o más de los siguientes cationes metálicos: Zn, Co, Cu, Fe, Cd, Mn, Ag, Rh, Ru, Be, Mg, Al, Sc, Cr, Ni, Y, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, In, Ca, Sr, Pb, metales lantánidos y metales actínidos; a' y a" representan el número molar de cationes metálicos M' y M", respectivamente, por ejemplo a' y a" son en cada caso un valor 0-10, y cumplen (a'+a"=a). Por ejemplo, se cumple (a'+a"=a) y a' y a" son en cada caso 0, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4, 2,5, 2,6, 2,7, 2,8, 2,9, 3,0, 3,1, 3,2, 3,3, 3,4, 3,5, 3,6, 3,7, 3,8, 3,9, 4,0, 4,1,4,2, 4,3, 4,4, 4,5, 4,6, 4,7, 4,8, 4,9, 5,0, 5,1,5,2, 5,3, 5,4, 5,5, 5,6, 5,7, 5,8, 5,9, 6,0, 6,1, 6,2, 6,3, 6,4, 6,5, 6,6, 6,7, 6,8, 6,9, 7,0, 7,1,7,2, 7,3, 7,4, 7,5, 7,6, 7,7, 7,8, 7,9, 8,0, 8,1,8,2, 8,3, 8,4, 8,5, 8,6, 8,7, 8,8, 8,9, 9,0, 9,1,9,2, 9,3, 9,4, 9,5, 9,6, 9,7, 9,8, 9,9 o 10,0; o el valor de la misma se encuentra dentro de un rango definido por dos de estos valores. Según una implementación de esta solicitud, en el proceso de síntesis del compuesto combinado de esta solicitud, se utiliza usualmente una sal de cianato del catión metálico M', por ejemplo una sal de cianato de metal alcalino del catión metálico M' o una sal de cianato de amonio de M', como (NH<4>)<4>M'(N)(CN)<s>, LÍ<4>M'(N)(CN)<s>, Na<4>M'(N)(CN)s, K<4>M'(N)(CN)s, (NH<4>)<3>M'(N)(CN)s, Li<3>M'(IN)(CN)<6>, Na<3>M'(IN)(CN)<6>, K<3>M'(IN)(CN)<6>, (NH<4>)<2>M'(N)(CN)<s>, LÍ2M'(IV)(CN)<s>, Na2M'(IV)(CN)s, K2M'(IV)(CN)s, o se utiliza cualquier mezcla de los mismos como fuente del catión metálico M' y CN. Además, se utiliza cualquier sal soluble o insoluble del catión metálico M", como hidrocloruro, sulfato, nitrato, fosfato, hidrofluoruro, formiato, acetato o propionato, como fuente de M". Además, en base a necesidades específicas, en el método para preparar el compuesto combinado de esta solicitud se utiliza cualquier sal soluble o insoluble del catión metálico M', como hidrocloruro, sulfato, nitrato, fosfato, hidrofluoruro, formiato, acetato o propionato, como fuente de M'. Opcionalmente, en base a necesidades específicas, se pueden añadir otros cianuros metálicos, como LiCN, NaCN, KCN o HCN, al sistema de reacción como fuente del ligando CN.
Según una implementación de esta solicitud, M' y M" son el mismo catión metálico y se indican de diferente manera debido a sus diferentes estructuras y entornos químicos en la unidad básica. Según otra implementación, en este caso, la Fórmula I se puede escribir como (CN)x[M'a'M"a"]y-Az, donde M' y M" se seleccionan de uno o más de los siguientes cationes metálicos: Fe2+/3+, CO2+3+, Mn2+/3+- Ni2+/3+ y Zn2+/3+, por ejemplo siendo Fe2+/3+, Mn2+3+ y Zn2+/3+. x es un valor de 3 a 6, por ejemplo siendo un valor de 4-6; a' es un valor de 0,5-1,0; a" es un valor de 0,5-1,0; y es un valor que oscila de 1 a 50, por ejemplo siendo 1; A se selecciona de uno o más de Li, Na, K, CO2, y H2O. Cuando A se selecciona solo de Li, Na y K, un valor de z (que es el número de cationes de Li, Na y K) es 0-4, por ejemplo siendo 0,2-2,0 o 0,27-2,0, o cualquiera de los siguientes valores, o estando dentro de un rango definido por dos de los siguientes valores: 0,01, 0,05, 0,10, 0,15, 0,20, 0,25, 0,27, 0,30, 0,50, 0,55, 0,60, 0,65, 0,70, 0,75, 0,80, 0,85, 0,90, 0,95, 1,00, 1,05, 1,10, 1,15, 1,20, 1,25, 1,30, 1,40, 1,50, 1,60, 1,70, 1,80, 1,85, 1,90, 1,95, 2,00, 2,05, 2,10, 2,15 y 2,20. Según otra implementación de esta solicitud, cuando A se selecciona simplemente de uno o más de H2O y CO2, el valor de z puede ser cualquiera de los siguiente valores, o se encuentra dentro de un rango definido por dos de los siguientes valores: 0,01, 0,05, 0,10, 0,15, 0,20, 0,25, 0,27, 0,30, 0,50, 0,55, 0,60, 0,65, 0,70, 0,75, 0,80, 0,85, 0,90, 0,95, 1,00, 1,05, 1,10, 1,15, 1,20, 1,25, 1,30, 1,40, 1,50, 1,60, 1,70, 1,80, 1,85, 1,90, 1,95, 2,00, 2,05, 2,10, 2,15 y 2,20. Según otra implementación de esta solicitud, A se selecciona de uno o más de Li, Na, K, CO2, y H2O. Cuando están incluidos tanto cationes de metales alcalinos (Li, Na y K) como moléculas pequeñas (CO2 y H2O), el contenido z' de los cationes de los metales alcalinos (Li, Na y K) y el contenido z" de cada una de las moléculas pequeñas (CO2 y H2O) son cualquiera de los valores siguientes, o se encuentran dentro de un rango definido por dos de los valores siguientes: 0,01,0,05, 0,10, 0,15, 0,20, 0,25, 0,27, 0,30, 0,50, 0,55, 0,60, 0,65, 0,70, 0,75, 0,80, 0,85, 0,90, 0,95, 1,00, 1,05, 1,10, 1,15, 1,20, 1,25, 1,30, 1,40, 1,50, 1,60, 1,70, 1,80, 1,85, 1,90, 1,95, 2,00, 2,05, 2,10, 2,15 y 2,20. Según una implementación, la unidad básica se selecciona de uno o más de los siguientes: (CN)6[FeFe]K2, (CN)6[FeMn]K2, (CN)6[FeFe]-Na2 y (CN)6[FeFe]-Li2.
Según una implementación de esta solicitud, M' y M" son cationes metálicos diferentes indicados en el presente documento por M<1>y M<2>como se describió anteriormente, y se indican de diferente manera dependiendo de sus diferentes estructuras y entornos químicos en la unidad básica. En este caso, sus diferentes estructuras y entornos químicos (como se describió anteriormente con respecto a M' y M") en la unidad básica se expresan en base a posiciones relativas de M<1>y M<2>en la Fórmula I. Para el entorno químico y las materias primas de M<1>, véase la anterior descripción de M', y para el entorno químico y las materias primas de M<2>, véase la anterior descripción de M". Según otra implementación de esta solicitud, los dos cationes metálicos M<1>y M<2>están contenidos en el compuesto combinado que tiene la primera estructura de esta solicitud, y los cationes metálicos M<1>y M<2>también están dispuestos espacialmente en una estructura cúbica o cuasi cúbica, es decir, en cada unidad de conjunto más pequeña (una estructura cúbica o cuasi cúbica), los cationes metálicos M<1>y M<2>están situados de una manera alternante en los ocho vértices de la estructura cúbica o cuasi cúbica (por ejemplo dos vértices en cualquier lado no contienen dos cationes M<1>o dos cationes M<2>simultáneamente); y CN o SCN como ligando está situado en 12 lados de la estructura cúbica o cuasi cúbica. El CN o SCN lineal está dispuesto a lo largo de una dirección de extensión de cada lado. Los átomos de carbono y nitrógeno del ligando (en un caso de CN) están enlazados a los cationes los cationes metálicos M<1>y M<2>en los vértices a través de enlaces coordinados, o los átomos de azufre y nitrógeno del ligando (en un caso de SCN) están enlazados a los cationes metálicos M<1>y M<2>en los vértices a través de enlaces coordinados. La unidad de conjunto más pequeña y opcionalmente C y A (los contenidos de C y A se seleccionan como se describió anteriormente) constituyen la unidad básica de la Fórmula I. La unidad básica está ensamblada periódicamente a lo largo de al menos una de las tres direcciones X, Y y Z del sistema de coordenadas cartesianas. Las unidades básicas adyacentes se combinan a través de cationes metálicos y ligandos constituyentes en ángulos y lados compartidos, para formar el compuesto combinado con la primera estructura en esta solicitud. En el compuesto combinado de esta solicitud, los cationes M o los cationes metálicos M<1>y M<2>en los vértices pueden estar ausentes hasta cierto punto, dando lugar a vacantes en la estructura de conjunto. Por lo tanto, para el material compuesto combinado en tal manera de disposición espacial, una proporción de cationes metálicos M mostrada en la Fórmula I puede no ser un número entero. Según una implementación de esta solicitud, los cationes M o los cationes metálicos M<1>y M<2>situados en los vértices de la estructura cúbica o cuasi cúbica en la unidad de conjunto no forman un clúster con otros aniones u otras moléculas pequeñas, de modo que C no está presente en la Fórmula I, es decir, b=0; y A está opcionalmente presente o ausente, es decir, z puede ser o no ser cero. Según una implementación de esta solicitud, el compuesto combinado contiene dos cationes diferentes, y la "unidad básica" como la unidad repetitiva más pequeña está formada por ensamblaje de más de una de las anteriores celdas unitarias más pequeñas. Por ejemplo, una estructura cúbica o cuasi cúbica 2x2x2 está formada por ensamblaje de 8 celdas unitarias más pequeñas y sirve como una estructura básica de la Fórmula I; o una estructura cúbica o cuasi cúbica 3x3x3 está formada por ensamblaje de 27 celdas unitarias más pequeñas y sirve como la estructura básica de la Fórmula I; o una estructura cúbica o cuasi cúbica 4x4x4 estructura cúbica está formada por ensamblaje de 64 celdas unitarias más pequeñas y sirve como la estructura básica de la Fórmula I; o una estructura cúbica o cuasi cúbica 5x5x5 está formada por ensamblaje de 125 celdas unitarias más pequeñas y sirve como la estructura básica de la Fórmula I; o una estructura cúbica o cuasi cúbica 6x6x6 está formada por ensamblaje de 216 celdas unitarias más pequeñas y sirve como la estructura básica de la Fórmula I; o una estructura cúbica o cuasi cúbica 7x7x7 está formada por ensamblaje de 343 celdas unitarias más pequeñas y sirve como la estructura básica de la Fórmula I; o una estructura cúbica o cuasi cúbica 8x8x8 está formada por ensamblaje de 512 celdas unitarias más pequeñas y sirve como la estructura básica de la Fórmula I; o se utiliza una estructura cúbica o cuasi cúbica mayor de la Fórmula I, donde una relación de x, a, b, y y z en la Fórmula I puede tener valores mayores en este caso. Según una implementación de esta solicitud, la unidad básica de la Fórmula I se puede expresar como (CN)x[M<1>a1M<2>a2]y Az, donde M<1>y M<2>son diferentes entre sí, y se seleccionan en cada caso de uno o más de los siguientes cationes metálicos: Fe2+, Fe3+, Mn2+/3+, CÜ2+, Co3+ y Ni2+; x es un valor de 3 a 6, por ejemplo siendo un valor de 3,42 a 5,98 o 3,42 a 5,83, o por ejemplo estando dentro de un rango definido por dos de los valores siguientes: 3,10, 3,20, 3,3, 3,40, 3,50, 3,60, 3,70, 3,80, 3,90, 4,00, 4,10, 4,20, 4,30, 4,40, 4,50, 4,60, 4,70, 4,80, 4,90, 5,00, 5,10, 5,20, 5,30, 5,40, 5,50, 5,60, 5,70, 5,80, 5,90 y 6,00; a1 es un valor de 0,5 a 1,0, por ejemplo siendo 0,55 a 0,95, o por ejemplo estando dentro de un rango definido por dos de los valores siguientes: 0,51, 0,52, 0,53, 0,54, 0,55, 0,56, 0,57, 0,58, 0,59, 0,60, 0,62, 0,65, 0,68, 0,70, 0,72, 0,75, 0,78, 0,80, 0,82, 0,85, 0,88, 0,90, 0,92 y 0,95; y a2 es un valor de 0,1 a 0,5, por ejemplo siendo 0,15 a 0,45, o por ejemplo estando dentro de un rango definido por dos de los valores siguientes: 0,01,0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,10, 0,12, 0,15, 0,18, 0,20, 0,22, 0,25, 0,28, 0,30, 0,32, 0,35, 0,38, 0,40, 0,42 y 0,45; y es un valor de 1 a 50, por ejemplo siendo el valor de y descrito anteriormente; y A se selecciona de uno o más de Li, Na, K, CO2 y H2O. Cuando A se selecciona solo de Li, Na y K, un valor de z (que es el número de cationes de Li, Na y K) es 0-4, por ejemplo siendo 0,2-2,0 o 0,27-2,0, o cualquiera de los siguientes valores, o estando dentro de un rango definido por dos de los siguientes valores: 0,01, 0,05, 0,10, 0,15, 0,20, 0,25, 0,27, 0,30, 0,50, 0,55, 0,60, 0,65, 0,70, 0,75, 0,80, 0,85, 0,90, 0,95, 1,00, 1,05, 1,10, 1,15, 1,20, 1,25, 1,30, 1,40, 1,50, 1,60, 1,70, 1,80, 1,85, 1,90, 1,95, 2,00, 2,05, 2,10, 2,15 y 2,20. Según otra implementación de esta solicitud, cuando A se selecciona simplemente de uno o más de H2O y CO2, el valor de z puede ser cualquiera de los siguiente valores, o se encuentra dentro de un rango definido por dos de los siguientes valores: 0,01,0,05, 0,10, 0,15, 0,20, 0,25, 0,27, 0,30, 0,50, 0,55, 0,60, 0,65, 0,70, 0,75, 0,80, 0,85, 0,90, 0,95, 1,00, 1,05, 1,10, 1,15, 1,20, 1,25, 1,30, 1,40, 1,50, 1,60, 1,70, 1,80, 1,85, 1,90, 1,95, 2,00, 2,05, 2,10, 2,15 y 2,20. Según otra implementación de esta solicitud, A se selecciona de uno o más de Li, Na, K, CO2 y H2O. Cuando están incluidos tanto cationes de metales alcalinos (Li, Na y K) como moléculas pequeñas (CO2 y H2O), el contenido z' de los cationes de los metales alcalinos (Li, Na y K) y el contenido z" de cada una de las moléculas pequeñas (CO2 y H2O) son cualquiera de los valores siguientes, o se encuentran dentro de un rango definido por dos de los valores siguientes: 0,01, 0,05, 0,10, 0,15, 0,20, 0,25, 0,27, 0,30, 0,50, 0,55, 0,60, 0,65, 0,70, 0,75, 0,80, 0,85, 0,90, 0,95, 1,00, 1,05, 1,10, 1,15, 1,20, 1,25, 1,30, 1,40, 1,50, 1,60, 1,70, 1,80, 1,85, 1,90, 1,95, 2,00, 2,05, 2,10, 2,15 y 2,20. Según una implementación, la unidad básica se selecciona de uno o más de los siguientes: (CN)<6>[FeMn] K2, (CN)<6>[FeMn] NaK, (CN)<6>[FeMn] Na2, (CN)<6>[FeMn] NaLi, (CN)s[FeMn]-Li2, (CN)s[FeMn]-KLi, (CN)<6>[FeMn]-K<2>(H<2>O)ü<,15>, (CN)s[FeMn]-K2(CO2)0,1, (CN)<5.7>[Coü<,95>Fe]-K<1,8>, (CN)<3,42>[Fe<0,55>Mn]-Na<0,27>(H<2>O)<1,5>, (CN)<3,42>[Fe<0,55>Mn]-Na<0,27>, (CN)<5,98>[Fe<0,99>Mn]-Na<1,99>y (CN)<6>[Fe<0,8>Mn]-Na<1,5>.
Según otra implementación de esta solicitud, M en el compuesto combinado puede incluir tres, cuatro, cinco o seis tipos de cationes metálicos diferentes, específicamente se puede considerar como el catión M<1>y/o M<2>sustituido opcionalmente por uno, dos, tres o cuatro tipos de otros cationes metálicos. Según una implementación de esta solicitud, la unidad básica expresada por la Fórmula I en el compuesto combinado puede ser (CN)<5,83>[Fe<0,96>(Ni<0,33>Mn<0,33>Fe<0,34>)].
Según una implementación de esta solicitud, un separador que tiene rendimiento mejorado se prepara formando, en al menos una superficie de una capa de matriz, una capa de revestimiento que incluye el compuesto combinado de esta solicitud. La capa de matriz utilizada en esta solicitud puede ser una película de polímero con una estructura microporosa, por ejemplo puede ser una película de polímero seleccionada de los siguientes materiales: poliolefina (como copolímero de etileno-propileno), fibra de vidrio, aramida, alcohol polivinílico, celulosa, óxido de polietileno, politetrafluoroetileno, polialilamina, poliacrilonitrilo, poliuretano, metacrilato de polimetilo, poliimida, tereftalato de polietileno, tereftalato de polietilenbutileno, poliacetal, policarbonato, polieteretercetona, polisulfona, polifenilenéter, poliestireno, polietileno naftaleno y una mezcla física o un copolímero de dos o más de los anteriores materiales, donde la poliolefina puede incluir polipropileno, polietileno y una mezcla física o un copolímero de los mismos. La capa de matriz de esta solicitud puede tener tamaños de poro diferentes según sea necesario, por ejemplo 0,01 -100 mieras, o 0,1-10 mieras, o 1-5 mieras. Se puede ajustar apropiadamente un grosor de la capa matriz A según sea necesario, por ejemplo el grosor puede ser 0,1-100 micras, como 0,5-80 micras, o 1 -70 micras, o 2-60 micras, o 4-50 micras, o 5-40 micras, o 6-30 micras, o 7-20 micras, o 8-15 micras, o 9-12 micras. En base a requerimientos, opcionalmente se puede aplicar en primer lugar una capa de aglutinante o una capa de imprimador en al menos una superficie de la capa matriz antes de la capa de revestimiento, incluyendo que el compuesto combinado de esta solicitud se aplica en la matriz para mejorar una resistencia de enlace de la capa de revestimiento o mejorar el rendimiento general del separador. Por ejemplo, se pueden utilizar ejemplos no limitantes de aglutinante incluyendo copolímero de acrilonitriloestireno-butadieno, copolímero acrílico-acrilato-acrilonitrilo, poliimida acrílica, carboximetilcelulosa, cianoetilsacarosa, cianoetilcelulosa, alcohol cianoetilpolivinílico, acetato propionato de celulosa, acetato butirato de celulosa, acetato de celulosa, óxido de polietileno, copolímero de etileno-acetato de vinilo, ásteres de acetato e polivinilo, polivinilpirrolidona, poliacrilonitrilo, metacrilato de polimetilo, copolímero de fluoruro de vinilideno-tricloroetileno, copolímero de fluoruro de vinilideno-hexafluoropropileno o cualquier mezcla de los anteriores aglutinantes. Según otra implementación de esta solicitud, la capa de aglutinante formada entre la capa de matriz y la capa de revestimiento puede incluir además uno o más tipos de partículas inorgánicas, por ejemplo, las partículas inorgánicas se pueden seleccionar de una o más de las siguientes: boehmita, tamiz molecular, zeolita, alúmina, hidróxido de alúmina, sílice, nitruro de silicio, carburo de silicio, MgO, CaO, ZnO, ZrÜ<2>, TiÜ<2>y cualquier mezcla de las partículas inorgánicas anteriores. Según algunas implementaciones de esta solicitud, el tamiz molecular se selecciona de uno o más de los siguientes: tamices moleculares basados en ZSM como ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-34 y ZSM-41; tamices moleculares basados en SAPO como SAPO-5, SAPO-11, SAPO-31, SAPO-34 y SApO-41; tamiz molecular tipo A; tamiz molecular tipo Y ; y tamiz molecular tipo X. Según una implementación de esta solicitud, el tamaño de partícula promedio de estas partículas inorgánicas es 0,001-10 micras, por ejemplo siendo 0,01-8 micras, o 0,02-7 micras, o 0,03-6 micras, o 0,05-5 micras, o 0,1-4 micras, o 0,5-3 micras, o 0,8-2 micras, o 0,5-1 micras. Según una implementación de esta solicitud, en la capa de aglutinante, una relación ponderal de aglutinante y las partículas inorgánicas puede ser 1:0 a 1:10, por ejemplo siendo 1:0,2 a 1:9 o 1:0,4 a 1:8 o 1:0,5 a 1:7 o 1:0,6 a 1:6 o 1:0,7 a 1:5 o 1:0,8 a 1:4 o 1:1 a 1:3 o 1:1,5 a 1:2. Según otra implementación de esta solicitud, la capa de revestimiento que incluye el compuesto combinado de esta solicitud se aplica directamente a la capa de matriz sin que se aplique una capa de aglutinante o capa de imprimador entre ellos.
Según una implementación de esta solicitud, el compuesto combinado de esta solicitud está dispersado (disuelto o suspendido) en un disolvente acuoso o un disolvente orgánico, o en un caso de no utilizar disolvente, se aplica sobre la capa base. Una técnica de revestimiento específica puede ser cualquiera de las siguientes: revestimiento por inmersión, revestimiento por secado de ranura, revestimiento por rotograbado, revestimiento por extrusión, revestimiento por cuchilla, revestimiento por centrifugación, revestimiento por cortina y similares. Según una implementación de esta solicitud, el disolvente orgánico se puede seleccionar de uno o más de los siguientes: agua, acetona, metanol, etanol, ácido acético, dimetilformamida, dimetilacetamida, N-metilpirrolidona, tetrahidrofurano, diclorometano, cloroformo y ciclohexano. Según una implementación de esta solicitud, en un caso de uso de un disolvente, en comparación con el peso total de la capa de revestimiento (disolución o suspensión) antes de aplicación, la cantidad de disolvente puede ser 5-95 % en peso, por ejemplo siendo 10-90 % en peso, o 20-80 % en peso, o 30 70 % en peso, o 40-60 % en peso, o 45-50 % en peso.
Según una implementación de esta solicitud, además del compuesto combinado que incluye esta solicitud, la capa de revestimiento formada en la capa de matriz puede incluir además uno o más aglutinantes. Los aglutinantes se pueden seleccionar de uno o más de los siguientes: poliacrilato, copolímero de acrilonitrilo-estireno-butadieno, copolímero acrílico-acrilato-acrilonitrilo, poliimida acrílica, carboximetilcelulosa, cianoetilsacarosa, cianoetilcelulosa, alcohol cianoetilpolivinílico, acetato propionato de celulosa, acetato butirato de celulosa, acetato de celulosa, óxido de polietileno, copolímero de etileno-acetato de vinilo, ásteres de acetato e polivinilo, polivinilpirrolidona, poliacrilonitrilo, metacrilato de polimetilo, copolímero de fluoruro de vinilideno-tricloroetileno, copolímero de fluoruro de vinilidenohexafluoropropileno o cualquier mezcla de los anteriores aglutinantes. Según una implementación de esta solicitud, en base al peso total de la capa de revestimiento formada finalmente, el contenido del aglutinante puede ser 1-25 % en peso, por ejemplo siendo 3-20 % en peso, o 5-15 % en peso, o 6-10 % en peso, o 7-9 % en peso.
Según otra implementación de esta solicitud, además del compuesto combinado que incluye esta solicitud, la capa de revestimiento formada en la capa de matriz puede incluir además uno o más tipos de partículas inorgánicas. Estas partículas inorgánicas pueden tener una constante dieléctrica mayor que 1, piezoelectricidad y/o conductividad iónica, por ejemplo, las partículas inorgánicas se pueden seleccionar de una o más de las siguientes: boehmita, tamiz molecular, zeolita, alúmina, hidróxido de alúmina, sílice, nitruro de aluminio, carburo de silicona, MgO, CaO, ZnO, ZrO<2>, TiO<2>y cualquier mezcla de las partículas inorgánicas anteriores. Según algunas implementaciones de esta solicitud, el tamiz molecular se selecciona de uno o más de los siguientes: tamices moleculares basados en ZSM como ZSM-5, ZSM-11, ZSM-12, ZSM-34 y ZSM-41; tamices moleculares basados en SAPO como SAPO-5, SAPO-11, SAPO-31, SAPO-34 y SAPO-41; tamiz molecular tipo A; tamiz molecular tipo Y; y tamiz molecular tipo X. Según una implementación de esta solicitud, en base al peso total de la capa de revestimiento formada finalmente, el contenido de las partículas inorgánicas puede ser 0-70 % en peso, por ejemplo siendo 10-65 % en peso, o 20-60 % en peso, 30 50 % en peso, o 35-45 % en peso. Según una implementación de esta solicitud, el tamaño de partícula promedio de estas partículas inorgánicas es 0,001-10 micras, por ejemplo siendo 0,01-8 micras, o 0,02-7 micras, o 0,03-6 micras, o 0,05-5 mieras, o 0,1 -4 mieras, o 0,5-3 mieras, o 0,8-2 mieras, o 0,5-1 mieras.
Según otra implementaeión de esta solieitud, además del eompuesto eombinado de esta solieitud, la eapa de revestimiento formada en la eapa de matriz puede ineluir además uno o más tipos de otros aditivos, eomo estabilizadores, agentes humeetantes, modifieadores reológieos, agentes de ajuste de pH y eonservantes.
Según una implementaeión de esta solieitud, el tamaño de partíeula promedio del eompuesto eombinado de esta solieitud eontenido en la eapa de revestimiento formada en la eapa de matriz es 0,001-10 mieras, por ejemplo siendo 0,01-8 mieras, o 0,02-7 mieras, 0,03-6 mieras, o 0,05-5 mieras, o 0,1-4 mieras, o 0,5-3 mieras, o 0,8-2 mieras, o 0,5-1 mieras. Según otra implementaeión de esta solieitud, en base al peso total de la eapa de revestimiento formada finalmente, el eontenido del eompuesto eombinado de esta solieitud puede ser 0-99 % en peso, por ejemplo siendo 10-90 % en peso, o 20-80 % en peso% o 30-70 % en peso, o 40-60 % en peso, o 45-50 % en peso.
Según una implementaeión de esta solieitud, una dispersión (disolueión, suspensión o pulpa) que ineluye el eompuesto eombinado de esta solieitud se apliea sobre al menos una superfieie de la eapa de matriz para formar la eapa de revestimiento tras el seeado. Un grosor de la eapa de revestimiento deseeada es 0,1 -100 mieras, por ejemplo siendo 0,5-80 mieras, o 1 -70 mieras, o 2-60 mieras, o 4-50 mieras, o 5-40 mieras, o 6-30 mieras, o 7-20 mieras, o 8-15 mieras, o 9-12 mieras.
En esta solieitud se han estudiado los efeetos téenieos del separador de esta solieitud, en base prineipalmente a la batería de iones de sodio reeargable y la batería de iones de litio reeargable. Sin embargo, en el presente doeumento eabe señalar que el separador de esta solieitud se puede utilizar para muehos otros aparatos eléetrieos, y proporeiona las eorrespondientes mejoras téenieas. Ejemplos de otros aparatos eléetrieos pueden ineluir baterías de iones de potasio, baterías de litio azufre, supereondensadores y similares.
Según una implementaeión, el aparato eléetrieo proporeionado por esta aplieaeión es una eelda de batería o una batería. En esta aplieaeión, la "eelda de batería" se refiere a una eelda de batería que se puede eargar y deseargar independientemente. Una estruetura de la eelda de batería ineluye un eleetrodo positivo, un eleetrodo negativo, un separador, un eleetrolito (eomo eleetrolito), un paquete exterior para el eneapsulamiento de eleetrodo positivo, eleetrodo negativo, separador y eleetrolito (eleetrolito). Esta aplieaeión no tiene ninguna limitaeión partieular en el tipo ni la forma de la eelda de batería, que puede ser una eelda troquelada, una eelda eilíndriea, una eelda prismátiea o similares.
"Batería" se refiere a un únieo módulo físieo que ineluye una o más eeldas de batería para proporeionar voltaje y eapaeidad más elevados. La batería puede ineluir un módulo de batería y un envase de batería. El módulo de batería se forma eoneetando eléetrieamente una eantidad espeeífiea de eeldas de batería y eoloeando las eeldas de batería en un mareo para proteger las eeldas de batería de impaetos externos, ealor, vibraeión y similares. El envase de batería es un estado final de un sistema de batería ensamblado en un vehíeulo eléetrieo (por ejemplo un vehíeulo eléetrieo de batería). Según algunas implementaeiones de esta solieitud, el envase de batería puede estar formado por ensamblaje de varios sistemas de eontrol y proteeeión eomo un sistema de gestión de batería y un eomponente de gestión térmiea en uno o más módulos de batería. Según alguna otra implementaeión de esta solieitud, en el módulo de batería se pueden omitir varios sistemas de eontrol y proteeeión eomo un sistema de gestión de batería y un eomponente de gestión térmiea, es deeir, en esta implementaeión, una o más eeldas de batería pueden formar direetamente un envase de batería, y en tales implementaeiones, para el sistema de batería, el número de eomponentes se reduee signifieativamente, mientras se mejoran la densidad de energía ponderal o la densidad de energía volumétriea.
El eleetrodo positivo aplieable a esta solieitud puede ineluir un material aetivo de eleetrodo positivo utilizado eomúnmente en la batería, ineluyendo, por ejemplo, óxido de manganeso de metal alealino, óxido de eobalto de metal alealino, óxido de níquel de metal alealino, óxido de níquel y manganeso de metal alealino, óxido de níquel, eobalto y manganeso de metal alealino, óxido de níquel, eobalto y aluminio de metal alealino, óxido de hierro de metal alealino o fosfato de hierro de metal alealino. En el eleetrodo positivo se pueden ineluir además otros materiales, eomo agentes de dopaje, agentes eonduetivos, aglutinantes, suplementos iónieos o láminas metálieas. El eleetrodo negativo aplieable a esta solieitud puede ineluir un material de eleetrodo negativo utilizado eomúnmente en la batería, por ejemplo grafito, litio metálieo, grafeno, nanotubos de earbono, earbono blando, earbono duro, óxido de titanio, silieio, óxido de silieio, eompuestos de silieio-earbono, titanato de litio, germanio, óxido de estaño, óxido de metal de transieión (eomo óxido férrieo, óxido ferroférrieo, óxido eobáltieo, óxido eobaltoso u óxido de manganeso), o una sustaneia orgániea eon propiedades redox reversibles. Según una implementaeión de esta solieitud, el eleetrolito ineluye un disolvente y una sal eleetrolítiea disuelta en el disolvente. Por ejemplo, el disolvente utilizado para el eleetrolito puede ineluir uno o más de los siguientes: earbonato de etileno, earbonato de fluoroetileno, earbonato de propileno, earbonato de dimetilo, earbonato de etilmetilo, earbonato de propilmetilo, éster de buteno de áeido earbónieo, earbonato de dietilo, earbonato de metilbutilo, earbonato de etilpropilo, earbonato de dipropilo, eielopentanona, sulfóxido de dimetilo, formiato de metilo, aeetato de metilo, aeetato de etilo, N-metilpirrolidona, tetrahidrofurano, dimetiléter, nitrometano, aeetato de 2-metoxietilo, aeetato de 2-etoxietilo, oxalato de dietilo, Y-butirolaetona, ésteres de Y-valerolaetona, Y-eaprolaetona, dimetoxietano, 2-metiltetrahidrofurano y dioxano. La sal eleetrolítiea utilizada en el eleetrolito puede ser una sal metáliea, eomo una sal de sodio, sal de litio, sal de potasio, sal de magnesio, sal de zine y sal de aluminio. Según una implementación, el aparato electroquímico de esta solicitud es una batería de iones de sodio, donde el electrolito en uso es una sal de sodio que puede incluir, por ejemplo, uno o más de los siguientes: hexafluorofosfato de sodio (V), hexafluoroarseniato de sodio (V), perclorato de sodio, tetracloroaluminato de sodio, cloruro de sodio, tetrafluoroborato de sodio, trifluorometanosulfonato de sodio, tetrafluorofosfato de sodio, dioxalato borato de sodio, difluorooxalato borato de sodio y bis(trifluorometanosulfonil)imida de sodio; o en base a un requerimiento puede ser una sal de litio o una sal de potasio correspondiente a la anterior sal de sodio, o una mezcla de dos o más de la sal de sodio, sal de litio y sal de potasio anteriores. Según una implementación de esta solicitud, en base al peso total del electrolito, el contenido del disolvente es 60-99 % en peso, por ejemplo siendo 65-95 % en peso, o 70-90 % en peso, o 75-89 % en peso, o 80-85 % en peso. Según otra implementación de esta solicitud, en base al peso total del electrolito, el contenido de la sal electrolítica es 1 -40 % en peso, por ejemplo siendo 5-35 % en peso, o 10-30 % en peso, o 11-25 % en peso, o 15-20 % en peso.
Según una implementación de esta solicitud, el electrodo positivo, el separador y el electrodo negativo están apilados en secuencia, de modo que el separador está situado entre el electrodo positivo y el electrodo negativo para separarlos. La estructura de apilamiento se enrolla para obtener una celda descubierta. La celda descubierta se encapsula en un material de empaquetamiento exterior y el electrolito se inyecta para obtener una celda de batería para uso en el aparato eléctrico. Según una implementación de esta solicitud, ambos lados de la capa de matriz en el separador están revestidos con una capa de revestimiento que incluye el compuesto combinado de esta solicitud. Según otra implementación de esta solicitud, la capa de revestimiento que incluye el compuesto combinado de esta solicitud se aplica solo sobre un lado de la capa de matriz del separador. En este caso, las caras laterales revestidas hacia un lado de electrodo negativo o un lado de electrodo positivo.
Según una implementación de esta solicitud, el compuesto combinado de esta solicitud se puede sintetizar de la siguiente manera: según una fórmula general de un producto objetivo, dispersar la sal soluble o la sal insoluble del correspondiente catión metálico en un disolvente polar (que es agua, acetonitrilo, etilenglicol o similares), opcionalmente añadir un agente oxidante, un agente reductor, un tensioactivo o similares según sea necesario (alternativamente añadir solo uno de los anteriores aditivos o no añadir ninguno de los anteriores aditivos), ajustar el sistema de reacción a un valor de pH específico (4-11 o 5,5-10 o 7-9) y realizar la reacción de autoensamblaje durante un periodo de tiempo en un entorno hidrotérmico de 80-280°C (por ejemplo 80-200°C o 80-120°C), para obtener el producto objetivo.
Según algunas implementaciones de esta solicitud, esta solicitud proporciona un dispositivo eléctrico (dispositivo eléctrico), y el dispositivo eléctrico es un aparato eléctrico (como una batería) que incluye el separador de esta solicitud. Por ejemplo, el dispositivo eléctrico puede incluir un teléfono móvil, un dispositivo portátil, un ordenador portátil, una bicicleta eléctrica, un vehículo eléctrico de batería, un barco, una nave espacial, un juguete eléctrico o una herramienta eléctrica. La nave espacial es, por ejemplo, un avión, un cohete, un transbordador espacial o una nave espacial. El juguete eléctrico incluye, por ejemplo, un juguete eléctrico fijo o móvil, como una consola de videojuegos, un vehículo eléctrico de juguete, un barco eléctrico de juguete o un avión eléctrico. La herramienta eléctrica incluye, por ejemplo, una herramienta de corte metálica eléctrica, una herramienta de molienda eléctrica, una herramienta de ensamblaje eléctrica y una herramienta eléctrica específica para trenes, como un taladro eléctrico, un triturador eléctrico, una llave inglesa eléctrica, un destornillador eléctrico, un martillo eléctrico, un taladro de impacto eléctrico, un vibrador de hormigón y un cepillo eléctrico.
El uso de la batería en esta solicitud no está limitado al dispositivo eléctrico descrito anteriormente, y su uso previsto puede incluir baterías en vehículos. Por ejemplo, la FIG. 3A y la FIG. 3B son diagramas esquemáticos de un vehículo según una implementación de esta solicitud. El vehículo puede ser un vehículo alimentado por combustible, un vehículo a gas o un vehículo de nueva energía. El vehículo de nueva energía puede ser un vehículo eléctrico de batería, un vehículo eléctrico híbrido, un vehículo eléctrico de autonomía extendida o similares. Como se muestra en la FIG. 3A, la batería 10 se puede disponer dentro del vehículo 1 y en la FIG. 3A la batería 10 está dispuesta en el fondo del vehículo. Sin embargo, la batería 10 puede estar dispuesta alternativamente en la parte delantera o la parte trasera del vehículo 1 según sea necesario. Durante el funcionamiento del vehículo, la batería 10 puede alimentar el vehículo 1 de manera intermitente o continua. Por ejemplo, la batería 10 se puede utilizar para suministrar potencia eléctrica a aparatos como una luz, una pantalla LCD y un encendedor del vehículo 1, y para un vehículo eléctrico híbrido o un vehículo eléctrico de batería, la batería 10 se puede utilizar adicionalmente para suministrar potencia motriz al vehículo 1. Como se muestra en la FIG. 3B, el vehículo 1 puede incluir además un controlador 30 y un motor 40, y el controlador 30 está configurado para controlar la batería 10 para alimentar el motor 40, por ejemplo, para satisfacer una necesidad de energía de funcionamiento durante el inicio, la navegación y la conducción del vehículo 1. En otra implementación de esta solicitud, la batería 10 no solo se puede utilizar como fuente de potencia operativa para el vehículo 1, sino que también se puede utilizar como fuente de potencia motriz para el vehículo 1, para reemplazar total o parcialmente el combustible fósil o el gas natural para proporcionar potencia motriz al vehículo 1. Según una implementación de esta solicitud, la batería 10 utilizada en un vehículo también puede ser un envase de batería que incluye una pluralidad de celdas de batería 20 mostradas en las FIGs. 4A a 4C.
Las FIGs. 4A a 4C muestran una batería 10 según una implementación de esta solicitud. En esta implementación, la batería puede denominarse alternativamente una celda de batería 20 y la celda de batería 20 incluye una funda 21, un ensamblaje de electrodos 22 y un electrolito, donde el ensamblaje de electrodos 22 está alojado en la funda 21 de la celda de batería 20, y el ensamblaje de electrodos 22 incluye una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo y un separador. El separador puede ser un separador preparado en las realizaciones de esta solicitud. El ensamblaje de electrodos 22 puede ser una estructura enrollada o una estructura laminada, por ejemplo puede ser una estructura utilizada realmente en las realizaciones de esta solicitud. La funda 21 incluye un cuerpo de carcasa 211 y una placa de cubierta 212. El cuerpo de carcasa 211 incluye una cavidad de alojamiento 211a encerrada por una pluralidad de paredes y una abertura 211b. La placa de cubierta 212 está dispuesta en la abertura 211b para cerrar la cavidad de alojamiento 211 a. Además del ensamblaje de electrodos 22, la cavidad de alojamiento 211 a aloja además un electrolito. La placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo en el ensamblaje de electrodos 22 están provistas generalmente de lengüetas, y la lengüeta incluye generalmente una lengüeta de electrodo positivo y una lengüeta de electrodo negativo. Según algunas implementaciones de esta solicitud, la lengüeta de electrodo positivo se proporciona en pluralidad y se apila conjuntamente, y la lengüeta de electrodo negativo se proporciona en pluralidad y se apila conjuntamente. Las lengüetas están conectadas a un terminal de electrodo positivo 214a y a un terminal de electrodo negativo 214b fuera de la celda de batería 20 a través de un miembro de conexión 23. Para una celda de batería prismática, como se muestra en las FIGs. 4A y 4C, el terminal de electrodo positivo 214a y el terminal de electrodo negativo 214b se pueden proporcionar generalmente en la placa de cubierta 212.
Lo siguiente describe la influencia del separador fabricado según las realizaciones de esta solicitud en el rendimiento de aparatos electroquímicos en base a ejemplos específicos. Cabe señalar particularmente que el alcance de protección de esta solicitud se define por las reivindicaciones, pero no se limita a las realizaciones específicas anteriores.
Ejemplos
A menos que se indique lo contrario, las materias primas utilizadas en esta solicitud son analíticamente puras, y el agua es agua desionizada.
Ejemplo 1: síntesis del compuesto combinado de esta solicitud
El compuesto combinado con la unidad básica expresada por la Fórmula I se sintetizó realizando de los siguientes pasos en este ejemplo.
Los siguientes pasos se realizaron para preparar (CN)6[FeMn]K2: se pesaron dos materias primas MnCl<2>(125,84 gramos) y K<4>Fe(II)(CN)<6>(368,34 gramos), se añadieron a agua desionizada y se agitaron hasta disolverse completamente para obtener una disolución de materia prima con una concentración de 0,1 M. Se disolvieron dos gramos de agente reductor tiosulfato de potasio en 100 gramos de agua desionizada para obtener una disolución de agente reductor, y después se añadió lentamente la disolución de agente reductor a la disolución de materia prima. Se ajustó un valor de pH de la disolución resultante a 8,0±0,3 mediante adición de ácido clorhídrico diluido 0,1 M y disolución de KOH 0,1 M, y después se selló la disolución y se dejó reposar a 120°C durante 24 horas. Después de la reacción, se recogió un producto sólido a través de filtración por succión, y se activó el producto sólido a una temperatura de 200°C durante 10 horas. El producto sólido se caracterizó mediante espectroscopía de absorción infrarroja. En la FIG. 1 se muestra un espectro obtenido. Se descubrió que había un pico de señal de grupo ciano a un número de onda de 2065 cm<-1>. El análisis elemental se realizó a través de espectrometría de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente (ICP), que demostró que la composición elemental del mismo cumplía la composición elemental esperada del producto objetivo (CN)6[FeMn]K2. Se obtuvo un tamaño de partícula promedio de 0,5 |um a través de medición en caracterización utilizando la técnica de análisis de tamaño de partícula por láser. Se midió aproximadamente 0 % de deshidratación a 200°C mediante caracterización termogravimétrica, lo que demostraba que el producto no contenía agua. Se fotografió una micrografía del producto sólido utilizando un microscopio electrónico de barrido (SEM) y, como se muestra en la FIG. 2, se pudo observar una estructura formada por ensamblaje periódico. La anterior caracterización demostró que se formó el producto objetivo con una estructura básica indicada por la fórmula general (CN)6[FeMn]K2 y que este tenía una estructura ensamblada periódicamente.
Los materiales mostrados en la siguiente Tabla 1 se procesaron de la misma manera que los pasos anteriores. Los tipos de materias primas y las relaciones de materias primas de materiales específicos se resumieron en la Tabla 1, y se utilizaron las mismas técnicas para caracterizar productos. Los resultados de caracterización de los productos resultantes se resumieron también en la Tabla 1. Los espectros FTIR de todos estos productos tenían picos de señal de grupo ciano similares a los de la FIG. 1, y las micrografías SEM de todos estos productos tenían estructuras de ensamblaje periódicamente mu similares a las de la FIG. 2.
Además, se introdujo H2O en (CN)<6>[FeMn]K<2>(H<2>O)ü<,15>enumerado en la Tabla 1, de la siguiente manera: se sintetizó un producto sólido (CN)6[FeMn]K2 realizando los pasos anteriores en base a una proporción de materia prima y un valor de pH que se incluyeron en la siguiente Tabla 1. El producto sólido se activó a una temperatura de 200°C durante 10 horas, se colocó en un recipiente sellado en el que se ventiló 1 bar de nitrógeno puro que contenía vapor de agua saturado y después se dejó reposar a temperatura ambiente durante 12 horas. El sólido resultante se caracterizó por termogravimetría y se observó una pérdida de peso de alrededor de 0,78 % a una temperatura de < 200°C. Se determinó mediante cálculo que el producto sólido contenía H<2>O en una proporción mostrada en la fórmula general anterior.
Se introdujo CO<2>en (CN)<6>[FeMn]-K<2>(CO<2>)ü<,1>enumerado en la Tabla 1, de la siguiente manera: se sintetizó un producto sólido (CN)<6>[FeMn]K<2>realizando los pasos anteriores en base a una proporción de materia prima y un valor de pH que se incluyeron en la siguiente Tabla 1. El producto sólido se activó a una temperatura de 200°C durante 10 horas, se colocó en un recipiente sellado en el que se ventiló 0,1 bar de CO<2>puro y después se dejó reposar a temperatura ambiente durante 12 horas. El sólido resultante se caracterizó por termogravimetría y se observó una pérdida de peso de alrededor de 1,25 % a una temperatura de < 200°C. Se determinó mediante cálculo que el producto sólido contenía CO<2>de una proporción mostrada en la fórmula general anterior.
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Ejemplo 2: Preparación del separador
Se utilizó una película microporosa de copolímero de PP-PE con un grosor de 16 pm fabricada por Dongguan Advanced Electronic Technology Co., Ltd. como capa de matriz, cuyo tamaño promedio de poro es 80 nm. Se utilizó el compuesto combinado de la misma calidad preparado en el Ejemplo 1 y se mezcló uniformemente con un aglutinante de acrilato de polimetilo (producido por Hubei Norna Technology Co., Ltd.), un estabilizador de carboximetilcelulosa de sodio (químicamente puro), un agente humectante éter de polioxietileno (producido por Hubei Norna Technology Co., Ltd.) a una relación de 85:6:3:3:3, y se añadió agua para obtener una pulpa a base de agua con un contenido solido de 9 %. La pulpa se aplicó sobre dos superficies de la capa de matriz mediante revestimiento por raspado para formar una capa de revestimiento húmedo con un grosor de aproximadamente 10 pm sobre las dos superficies, se colocó en un horno y después se secó a una temperatura de 80°C durante 60 minutos para obtener un separador cuya capa de revestimiento seco tiene 2 micras de grosor. El separador preparado en este ejemplo y la celda de batería se denominaron en lo sucesivo según un tipo de compuesto combinado utilizado para el separador.
Además, en este ejemplo también se prepararon tres separadores cuyas capas de revestimiento contenían el compuesto combinado de esta solicitud y óxidos inorgánicos. Específicamente, para los separadores, las capas de revestimiento también se obtuvieron realizando los pasos anteriores, con la diferencia de que se sustituyó por hidróxido de aluminio una proporción ponderal específica del compuesto combinado (Shandong Shuochuang Chemical Technology Co., Ltd.). Los separadores y las celdas de batería hechas a partir de los mismos se escribieron en lo sucesivo como 80 % de (CN)<6>[FeFe]K<2>+ 20 % de AlOOH, 51 % de (CN)<6>[FeFe]K<2>+ 49 % de AlOOH y 20 % de (CN)<6>[FeFe]K<2>+ 80 % de AlOOH, respectivamente.
Ejemplo 3: Preparación de la celda de batería
Se mezclaron completamente un material activo, Na0,9Fe0,5Mn0,5O2, un agente conductivo, negro de acetileno (Denka, Denka Black) y un aglutinante, fluoruro de polivinilideno (Arkema, HSV 900) en un sistema disolvente de N-metilpirrolidona a una relación ponderal 94:3:3 mediante agitación uniforme para obtener una suspensión con un contenido solido de 30 %. Se formó una capa de revestimiento con un grosor de 250 pm en un lado de una lámina de Al con un grosor de 12 pm utilizando un método de revestimiento por transferencia y después se colocó en un horno y se secó a una temperatura de 150°C durante 60 minutos, seguido de prensado en frío utilizando un rodillo a una presión de 60 toneladas para obtener una placa de electrodo positivo, donde una capa de revestimiento seco en un lado de la lámina de AI tiene 130 pm de grosor.
Se mezclaron completamente un material activo, carbono duro, un agente conductivo, negro de acetileno, un aglutinante, caucho de estireno-butadieno, y un espesante, carboximetilcelulosa de sodio, en un sistema disolvente de agua desionizada a una relación ponderal 95:2:2:1 mediante agitación uniforme para obtener una pulpa con un contenido solido de 15 %. Se aplicó la pulpa en un lado de una lámina de Al con un grosor de 12 pm utilizando una cuchilla para formar una capa de revestimiento húmedo con un grosor de 120 pm, y después se colocó en un horno y se secó a una temperatura de 150°C durante 60 minutos, seguido de prensado en frío utilizando un rodillo a una presión de 50 toneladas para obtener una placa de electrodo negativo, donde una capa de revestimiento seco en un lado de la lámina de AI tiene 60 pm de grosor.
Se enrollaron la placa de electrodo positivo, el separador preparado en el Ejemplo 2 y la placa de electrodo negativo en secuencia para formar una estructura enrollada y laminada con un tamaño de 16cmx10cmx2,8cm. La celda descubierta se colocó en una funda de acero y se inyectaron y encapsularon 150 gramos de electrolito para obtener la celda de batería. El electrolito era una disolución 1M de NaPF6 PC.
Ejemplo Comparativo 1 a 4: Preparación de separadores y celdas de batería para comparación
En el Ejemplo Comparativo 1, se utilizó la película microporosa descrita en el Ejemplo 2 como separador. En los Ejemplos Comparativos 2 a 4, los separadores se prepararon realizando los pasos del Ejemplo 2, con la diferencia de que se reemplazó el compuesto combinado de esta solicitud por hidróxido de aluminio (producido por Shandong Shuochuang Chemical Technology Co., Ltd., donde un tamaño de partícula promedio es alrededor de 0,6 pm), SAPO-34 (producido por Taizhou Juna, donde un tamaño de partícula promedio es alrededor de 1,2 pm) y alúmina (producida por Shandong Shuochuang Chemical Technology Co., Ltd., donde un tamaño de partícula promedio es alrededor de 1,5 pm) con el mismo peso. Los separadores se utilizaron para preparar celdas de batería de la misma manera que en el Ejemplo 3.
Ejemplo 4: Caracterización de afinidad con electrolito de separadores y rendimiento de celdas de batería
En este ejemplo se caracterizaron los siguientes parámetros: porosidad, humectabilidad con electrolito y tasa de retención de electrolito de los separadores preparados en el Ejemplo 2 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4; y tasa de inyección de electrolito, rendimiento de tasa y rendimiento de ciclo de las celdas de batería preparadas en el Ejemplo 3 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4.
Método de medición de la porosidad del separador:
Se tomó un separador con un tamaño de 10cmx10cmx20pm (el separador en el Ejemplo Comparativo 1 tenía 16 pm de grosor debido a que no se formó una capa de revestimiento en la superficie) preparado en el Ejemplo 2 o los Ejemplos Comparativos 1 a 4, y se obtuvo un volumen del separador a través de cálculo en base al tamaño del separador. Se pesó una masa seca mp del separador para calcular una densidad seca pp del separador. Se sumergió el separador en n-butanol durante 10 horas y, después de extraerlo, se pesó el separador para obtener un peso húmedo. En base a una diferencia entre el peso húmedo y el peso seco, se determinó una masa ma de n-butanol totalmente absorbido por el separador. Una densidad pa de n-butanol era un parámetro conocido y la porosidad del separador se obtuvo mediante cálculo utilizando la siguiente fórmula en base a los parámetros anteriores. Se puede observar que en esta porosidad total se considera una porosidad total tanto de la capa de matriz como de la capa de revestimiento. Sin embargo, en el caso de que otros componentes en la capa de matriz y la capa de revestimiento permanezcan inalterados para diferentes separadores, la porosidad total refleja muy intuitivamente el impacto del compuesto combinado de esta solicitud sobre la porosidad del separador.
P=(ma/pa)/(nia/pa+inp/'Pp)x 100%
Método de medición de la humectabilidad con electrolito del separador:
Se añadió una gota (alrededor de 0,05 mL) de electrolito hidrófilo prótico con electrolito (1M NaPF<6>en carbonato de etileno (EC):carbonato de etilmetilo (EMC) = 1/1 disolución P/P) a los separadores que se prepararon en el Ejemplo 2 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4 y se colocaron horizontalmente. Después de cinco minutos, se obtuvo un área aproximada infiltrada por el electrolito a través de estadística utilizando un método de cuadrícula. Específicamente, una manera de medición del método de cuadrícula es la siguiente: cinco minutos después, se fotografió una superficie superior del separador directamente desde arriba, y después se utilizaron cuadrados con un área de 0,1cm<2>cada uno para cubrir todas las áreas que mostraban trazas de infiltración de electrolito en la foto. Un cuadrado totalmente ocupado por la traza de infiltración de electrolito se registró como "completamente infiltrado", un cuadrado con un área de infiltración de electrolito igual o mayor que la mitad del cuadrado también se registró como "completamente infiltrado", y un cuadrado con un área de infiltración de electrolito menor que la mitad del cuadrado se registró como "no infiltrado". La humectabilidad con electrolito final del separador era igual que el número de cuadrados completamente infiltrados x 0,1, medido en centímetros cuadrados.
Método de medición de la tasa de retención de electrolito del separador:
Se tomó un separador con un tamaño de 10cmx10cmx20pm (el separador en el Ejemplo Comparativo 1 tenía 16 pm de grosor debido a que no se formó una capa de revestimiento en la superficie) preparado en el Ejemplo 2 o los Ejemplos Comparativos 1 a 4, y se pesó un peso seco W0 del separador. Después se sumergió el separador en el electrolito durante 10 horas y se dejó reposar en un recipiente sellado durante 1 hora para saturar el separador con el electrolito. Después se pesó el peso húmedo W del separador y se obtuvo la tasa de tasa de retención de electrolito mediante cálculo en base a la siguiente fórmula. Se desprende que la tasa de retención de electrolito no solo caracteriza una capacidad del electrolito incluido en el separador, sino que también refleja la capacidad de retención de electrolito del separador.
Tasa de retención de electrolito =[(W-Wn)/Wo] <100%
Método de medición de la tasa de inyección de electrolito de la celda de batería:
Se inyectó un electrolito en la celda de batería en el Ejemplo 3 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4 a través de inyección de electrolito en vacío. Se registró un tiempo desde la transferencia completa del electrolito en un estado discreto hasta dentro del separador y la transferencia completa al interior de las placas de electrodo positivo y negativo hasta la infiltración total de la celda de batería, bajo la premisa de que las celdas de batería tenían rendimiento normal (no se produjo un fenómeno de caída de rendimiento causado por electrolito insuficiente durante 100 ciclos).
Método de medición de rendimiento de tasa:
Se colocó la celda de batería en un túnel de prueba de una estación de trabajo electroquímica Arbin, se cargó a un voltaje de corte de carga de 4V con una corriente constante a una tasa de 0,1C, se cargó a un voltaje constante durante 30 minutos, y después se descargó a un voltaje de corte de descarga de 2,5V con una corriente constante de 0,1C y 1C. La capacidad de descarga se registró como 0,1C de capacidad y 1C de capacidad, respectivamente. Rendimiento de tasa=1C capacidad/0,1C capacidadx100%.
Método de medición de rendimiento de ciclo:
Se colocó la celda de batería en un túnel de prueba de una estación de trabajo electroquímica Arbin, se cargó a un voltaje de corte de carga de 4V con una corriente constante a una tasa de 1C, se dejó reposar durante 5 min, y después se descargó a un voltaje de corte de descarga de 2,5V con una corriente constante de 1C. Se registró la capacidad de descarga y se dejó reposar la celda de batería durante otros 5 min. Los pasos anteriores se realizaron durante 100 ciclos. Rendimiento de ciclo=capacidad de ciclo n° 100/capacidad de ciclo n° 1 x100%.
Los resultados de medición de rendimiento de afinidad con el electrolito del separador de esta solicitud y rendimiento de funcionamiento de la celda de batería se resumieron en la siguiente Tabla 2.
Tabla 2: Resultados de medición de rendimiento de afinidad con electrolito y rendimiento de ciclo de separadores y celdas de batería en esta solicitud
De la Tabla 2 anterior se desprende que, aunque los separadores de todos los ejemplos y ejemplos comparativos tienen porosidad muy similar, el separador proporcionado por los ejemplos de esta solicitud exhibe excelente humectabilidad con electrolito y tasa de retención de electrolito debido a que la capa de revestimiento en la superficie contiene el compuesto combinado proporcionado en el ejemplo de esta solicitud. La celda de batería preparada con tal separador tiene una tasa de inyección de electrolito significativamente más baja y un rendimiento de tasa y un rendimiento ciclo mejorados.
Ejemplo 5: Caracterización de propiedades como rendimiento antiabultamiento y propiedad mecánica de separadores y celdas de batería
En este ejemplo se utilizaron los siguientes medios técnicos para caracterizar varias propiedades de los separadores y las celdas de batería de los ejemplos y ejemplos comparativos que se obtuvieron en los Ejemplos 2 a 3 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4.
Técnica de medición de tasa de hinchamiento de batería:
Las celdas de batería obtenidas en el Ejemplo 3 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4 anteriores de esta solicitud se ensamblaron para dar una batería troquelada para pruebas de carga y descarga, y se añadieron 1000 ppm de agua al electrolito para acelerar la producción de gas. Se probó un volumen de la batería antes de carga y descarga utilizando un método de drenaje y se anotó como V1, y el volumen de la batería después de 100 ciclos de carga y descarga se indicó como V2. La tasa de hinchamiento de batería P=(V2-V1)/V1x100%.
Método de prueba de densidad de energía de celda:
Las celdas de batería obtenidas en el Ejemplo 3 anterior de esta solicitud y los Ejemplos Comparativos 1 a 4 se cargaron a un voltaje de corte de carga de 4,0 V con una corriente constante a una tasa de 0,1 C, se cargaron a un voltaje constante durante 30 minutos y después se descargaron a un voltaje de corte de descarga de 2,5 V con una corriente constante a una tasa de 0,1 C. La energía liberada durante la descarga a la corriente constante se registró y se dividió por la masa total de la celda de batería para obtener la densidad de energía de celda.
Método de prueba de densidad de área:
Se utilizaron los separadores obtenidos en el Ejemplo 2 anterior de esta solicitud y los Ejemplos Comparativos 1 a 4. Se pesó un separador de capa de revestimiento cuadrado con un tamaño de 10cm* 10cm para obtener su masa y se dividió la masa por su área para obtener la densidad de área. ;Método de prueba de permeabilidad al aire:;Se utilizaron los separadores obtenidos en el Ejemplo 2 anterior de esta solicitud y los Ejemplos Comparativos 1 a 4. Se utilizó el probador Gurley 4110N para medir la permeabilidad al aire del separador, que era un índice Gurley de un tiempo requerido para que pasen 100 mL de aire a través del separador. ;Método de prueba de resistencia a la peladura:;Se utilizaron los separadores (la única diferencia es que el separador utilizado en el presente documento tenía una capa de revestimiento en un lado) obtenidos en el Ejemplo 2 anterior de esta solicitud y los Ejemplos Comparativos 1 a 4. Se tomó una muestra de separador pura y limpia y se cortó la muestra en tiras de 15mmx20mm. También se cortó una matriz de hoja de tereftalato de polietileno (PET) en tiras de 15mmx20mm, y el otro lado del separador sin capa de revestimiento se adhirió firmemente a la matriz de hoja de PET. Se adhirió firmemente una cinta 3M al lado con la capa de revestimiento. Se utilizó una máquina de tensión para fijar un extremo de la muestra prensada anterior y se tiró de la cinta 3M en el otro extremo. Se puso en marcha la máquina de tensión y el resultado de la prueba era una fuerza de peladura (resistencia a la peladura). ;;Tabla 3: Resultados de medición de tasa de hinchamiento de batería, densidad de energía de celda, densidad de área, permeabilidad al aire y resistencia a la peladura de separadores y celdas de batería en los ejemplos de esta solicitud;; ; En la Tabla 3 anterior se puede observar, en comparación con los ejemplos comparativos, que los separadores proporcionados por los ejemplos de esta aplicación exhiben densidad de área, permeabilidad al aire y resistencia a la peladura mejoradas debido a que la capa de revestimiento en la superficie contiene el compuesto combinado proporcionado en los ejemplos de esta solicitud, y las celdas de batería y las baterías preparadas utilizando tales separadores exhiben un excelente rendimiento antiabultamiento y una excelente densidad de energía de celda. ;Ejemplo 6: Caracterización de propiedades como resistencia al calor, índice de oxígeno limitante y conductividad iónica de separadores y celdas de batería ;;En este ejemplo se utilizaron los siguientes medios técnicos para caracterizar varias propiedades de los separadores y las celdas de batería de los ejemplos y ejemplos comparativos que se obtuvieron en los Ejemplos 2 a 3 y los Ejemplos Comparativos 1 a 4. ;;Método de prueba de resistencia al calor:;;Se utilizaron los separadores obtenidos en el Ejemplo 2 anterior de esta solicitud y los Ejemplos Comparativos 1 a 4. Se cortó un separador uniforme y limpia en 12cm*12cm, y se marcó la dimensión transversal (TD) y la dimensión longitudinal (MD). Se trazaron líneas rectas en las dimensiones transversal y longitudinal utilizando un rotulador, se midieron sus longitudes utilizando un calibre Vernier y se registraron los datos. La muestra se colocó en una caja de temperatura y humedad constantes y se mantuvo caliente durante un tiempo dado. Después de extraer la muestra de la caja de temperatura y humedad constantes y dejarla reposar durante 15 minutos a 20 minutos, se midieron las longitudes de las líneas rectas trazadas utilizando un calibre Vernier y se registraron los datos. En base a los datos dimensionales registrados antes y después del tratamiento térmico se calcularon por separado los datos de contracción térmica en la dimensión transversal (TD) y la dimensión longitudinal (MD) por separado.
Método de prueba en caja caliente:
Las celdas de batería obtenidas en el Ejemplo 3 anterior de esta solicitud y los Ejemplos Comparativos 1 a 4 se utilizaron para la preparación de baterías. La batería se almacenó a 150°C durante 1 hora y después se comprobó se había provocado la explosión o el estallido de la batería. Una muestra que superó la prueba en caja caliente se indicó como °, y la muestra que explotó o estalló se indicó como x.
Método de prueba del índice de oxígeno limitante:
Se utilizaron los separadores obtenidos en el Ejemplo 2 anterior de esta solicitud y los Ejemplos Comparativos 1 a 4. La hoja de muestra se cortó en tiras de 20 mm de anchura y 200 mm de longitud y se apilaron varias capas de tiras para alcanzar un grosor de aproximadamente 0,1 mm. Se utilizó una varilla de bobinado para enrollar las tiras apiladas en forma de rollo y se utilizó un analizador de índice de oxígeno limitante para medir un índice de oxígeno según la norma GB/T2406-93. El resultado de medición era una concentración de oxígeno mínima (porcentaje en volumen) requerido para mantener la combustión de la muestra. Un valor mayor indica mejor combustión retardada del separador obtenido.
Método de prueba de conductividad iónica:
Se utilizaron los separadores obtenidos en el Ejemplo 2 anterior de esta solicitud y los Ejemplos Comparativos 1 a 4. En base al método de celda simétrica restringida se realizaron pruebas de espectroscopía de impedancia de voltaje constante AC en separadores con diferentes cantidades de capas utilizando la estación de trabajo electroquímica Biologic. Un intercepto de intersección de una curva de impedancia y una parte real de Nyquist era Rs, y se comparó con un parámetro Rs conocido de una muestra de conductividad estándar para obtener la conductividad iónica.
Tabla 4: Resultados de medición de resistencia al calor, combustión retardada y conductividad iónica de separadores en los ejemplos de esta solicitud
De los resultados experimentales de la anterior Tabla 4, en comparación con los ejemplos comparativos, se desprende que los separadores proporcionados por los ejemplos de esta solicitud exhiben resistencia al calor mejorada, combustión retardada y excelente conductividad iónica debido a que la capa de revestimiento en la superficie contiene el compuesto combinado proporcionado en los ejemplos de esta solicitud.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Un separador, en donde el separador comprende:
una capa de matriz polimérica; y
una capa de revestimiento aplicada sobre al menos una superficie de la capa de matriz polimérica, donde la capa de revestimiento comprende un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico y el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico está formado por el ensamblaje periódico, a lo largo de al menos una dirección espacial, de unidades básicas expresadas por la Fórmula I; en donde
Lx(MaCb)yAz Fórmula I
en la Fórmula I, M es un catión de uno o más metales seleccionado de los siguientes: Zn, Co, Cu, Fe, Cd, Mn, Ag, Rh, Ru, Be, Mg, Al, Sc, Cr, Ni, Y, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, In, Ca, Sr, Pb, metales lantánidos y metales actínidos, en donde a es un valor que oscila de 0,1 a 10;
C se selecciona de uno o más de los siguientes átomos, grupos atómicos, moléculas pequeñas o aniones: O, =O, O2-, S2-, Cl-, Br, I-, CO, -OH, OH- y H2O, en donde b es un valor que oscila de 0 a 20;
y es un valor que oscila de 1 a 50;
cuando M son cationes de dos o más metales, un producto de a e y representa el número de todos los cationes metálicos en una única unidad básica expresada por la Fórmula I;
L se selecciona de uno o más de los siguientes ligandos: grupo ciano, CN-, grupo tiociano, SCN-, nitrilo y sales, ácidos, ésteres y anhídridos de los anteriores ligandos, en donde el nitrilo es uno o más de los siguientes: alcano C2-C12 dinitrilo lineal o ramificado, alcano C3-C12 trinitrilo lineal o ramificado, alcano C4-C12 tetranitrilo lineal o ramificado, alqueno C2-C12 dinitrilo de cadena lineal o ramificada, alqueno C3-C12 trinitrilo lineal o ramificado, alqueno C4-C12 tetranitrilo lineal o ramificado, alquino C2-C12 dinitrilo lineal o ramificado, alquino C3-C12 trinitrilos lineales o ramificados y alquino C4-C12 tetranitrilos lineales o ramificados, en donde uno o más átomos de hidrógeno en el nitrilo están opcionalmente sustituidos por uno o más grupos sustituyentes seleccionados de los siguientes grupos: grupo ciano, grupo nitro, grupo amino, grupo aldehído, grupo carboxilo, halógeno, grupo alquilo C1-C8, grupo hidroxialquilo C1-C8, grupo alcoxi C1-C8, grupo alquenilo C2-C8, grupo alquinilo C2-C8, grupo cicloalquilo C3-C16, grupo arilo C6-C20, grupo heteroarilo C6-C20 o cualquier combinación de los mismos, en donde x es un valor que oscila de 1 a 50; y
A es un átomo o catión seleccionado de uno o más de los siguientes elementos metálicos: Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Sr, Zn, Al, Mg y Ca; o se selecciona de una o más de las siguientes moléculas: H2, O2, H2O, CO2, NH3, CH4, formiato de metilo, acetato de etilo y carbonato de propileno, en donde z es un valor que oscila de 0,01 a 100;
en donde el catión metálico M, el ligando L y opcionalmente C forman una estructura de unidad básica cúbica o cuasi cúbica, en donde M o una combinación de M y C están situados en un vértice de la unidad básica, y el ligando L está situado en un borde de la unidad básica, la unidad básica tiene poros, A está situado en los poros de la unidad básica, y la unidad básica está ensamblada periódicamente a lo largo de al menos una dirección espacial para formar el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico.
2. El separador según la reivindicación 1, en donde, en el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico, el número de unidades básicas expresado en la Fórmula I que están ensambladas periódicamente a lo largo de al menos una dirección espacial es un número entero que oscila de 3 a 10.000.
3. El separador según la reivindicación 1 o 2, en donde 0,5<x:y<6; y/o en el caso de que b no sea cero, 0,5<a:b<8.
4. El separador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde M es un catión de uno o más metales seleccionado de los siguientes: Co, Fe, Mn y Ni; y L es un grupo ciano o CN-.
5. El separador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la unidad básica se selecciona de uno o más de los siguientes: (CN)6[FeFe]-K2, (CN)6[FeFe]-Na2, (CN)6[FeFe]-Ü2, (CN)6[FeMn]-K2, (CN)<6>[FeMn]-NaK, (CN)6[FeMn]-Na2, (CN)<6>[FeMn]-NaLi, (CN)6[FeMn]-Ü2, (CN)<6>[FeMn]-KLi, (CN)<6>[FeMn]-K<2>(H<2>O)ü<,15>, (CN)<6>[FeMn]-K<2>(CO<2>)ü<,1>, (CN)<5,7>[Co<0,95>Fe]-K<1,8>, (CN)<3,42>[Fe<0,55>Mn]-Na<0,27>(H<2>O)<1,5>, (CN)<3,42>[Fe<0,55>Mn]-Na<0,27>, (CN)<5,98>[Fe<0,99>Mn]-Na<1>,gg, (CN)<6>[Fe<0,8>Mn]-Na<1,5>y (CN)<5,83>Fe<0,96>(Ni<0,33>Mn<0,33>Fe<0,34>).
6. El separador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la capa de revestimiento comprende además uno o más componentes seleccionados de los siguientes: aglutinantes, partículas inorgánicas, estabilizadores, agentes humectantes, antiespumantes, espesantes, modificadores reológicos, agentes de ajuste de pH y conservantes; y/o
la capa de revestimiento comprende además partículas inorgánicas, y la partícula inorgánica se selecciona de al menos una de las siguientes: boehmita, tamiz molecular, zeolita, alúmina, hidróxido de alúmina, sílice, nitruro de aluminio, carburo de silicio, MgO, CaO, ZnO, ZrO2, TiO2 y una mezcla de los mismos; y/o una relación ponderal de compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico y las partículas inorgánicas es 1:5 a 5:1.
7. Una batería (10), en donde la batería (10) comprende el separador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Un aparato eléctrico, en donde el aparato eléctrico comprende el separador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.
9. Un dispositivo eléctrico, en donde el dispositivo eléctrico comprende la batería (10) según la reivindicación 7 o el aparato eléctrico según la reivindicación 8.
10. Un método de preparación del separador según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el método comprende:
proporcionar una capa de matriz polimérica; y
formar, en al menos una superficie de la capa de matriz polimérica, una capa de revestimiento que comprende un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico.
11. Un método para mejorar el rendimiento de un separador, en donde el método comprende: proporcionar una capa de matriz polimérica y formar, en al menos una superficie de la capa de matriz polimérica, una capa de revestimiento que comprende un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico; en donde el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico está formado por el ensamblaje periódico, a lo largo de al menos una dirección espacial, de unidades básicas expresadas por la Fórmula I:
Lx(MaCb)yAz Fórmula I
en la Fórmula I, M es un catión de uno o más metales seleccionado de los siguientes: Zn, Co, Cu, Fe, Cd, Mn, Ag, Rh, Ru, Be, Mg, Al, Sc, Cr, Ni, Y, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, In, Ca, Sr, Pb, metales lantánidos y metales actínidos, en donde a es un valor que oscila de 0,1 a 10;
C se selecciona de uno o más de los siguientes átomos, grupos atómicos, moléculas pequeñas o aniones: O, =O, O12- 3456, S2-, Cl-, Br, I-, CO, -OH, OH- y H2O, en donde b es un valor que oscila de 0 a 20;
y es un valor que oscila de 1 a 50;
cuando M son cationes de dos o más metales, un producto de a e y representa el número de todos los cationes metálicos en una única unidad básica expresada por la Fórmula I;
L se selecciona de uno o más de los siguientes ligandos: grupo ciano, CN-, grupo tiociano, SCN-, nitrilo y sales, ácidos, ésteres y anhídridos de los anteriores ligandos, en donde el nitrilo es uno o más de los siguientes: alcano C2-C12 dinitrilo lineal o ramificado, alcano C3-C12 trinitrilo lineal o ramificado, alcano C4-C12 tetranitrilo lineal o ramificado, alqueno C2-C12 dinitrilo de cadena lineal o ramificada, alqueno C3-C12 trinitrilo lineal o ramificado, alqueno C4-C12 tetranitrilo lineal o ramificado, alquino C2-C12 dinitrilo lineal o ramificado, alquino C3-C12 trinitrilos lineales o ramificados y alquino C4-C12 tetranitrilos lineales o ramificados, en donde uno o más átomos de hidrógeno en el nitrilo están opcionalmente sustituidos por uno o más grupos sustituyentes seleccionados de los siguientes grupos: grupo ciano, grupo nitro, grupo amino, grupo aldehído, grupo carboxilo, halógeno, grupo alquilo C1-C8, grupo hidroxialquilo C1-C8, grupo alcoxi C1-C8, grupo alquenilo C2-C8, grupo alquinilo C2-C8, grupo cicloalquilo C3-C16, grupo arilo C6-C20, grupo heteroarilo C6-C20 o cualquier combinación de los mismos, en donde x es un valor que oscila de 1 a 50; y
A es un átomo o catión seleccionado de uno o más de los siguientes elementos metálicos: Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Sr, Zn, Al, Mg y Ca; o se selecciona de una o más de las siguientes moléculas: H2, O2, H2O, CO2, NH3, CH4, formiato de metilo, acetato de etilo y carbonato de propileno, en donde z es un valor que oscila de 0,01 a 100; en donde
el catión metálico M, el ligando L y opcionalmente C forman una estructura de unidad básica cúbica o cuasi cúbica, en donde M o una combinación de M y C están situados en un vértice de la unidad básica, y el ligando L está situado en un borde de la unidad básica, la unidad básica tiene poros, A está situado en los poros de la unidad básica, y la unidad básica está ensamblada periódicamente a lo largo de al menos una dirección espacial para formar el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico;
el rendimiento mejorado del separador se selecciona de al menos uno de los siguientes:
(1) afinidad del separador con el electrolito;
(2) permeabilidad al aire, capacidad de gas y rendimiento antiabultamiento del separador;
(3) densidad de área, densidad de energía y resistencia mecánica del separador;
(4) resistencia al calor, combustión retardada y rendimiento a prueba de explosiones del separador; (5) conductividad iónica del separador, y
(6) rendimiento de tasa y rendimiento de ciclo de una celda de batería (20) preparada utilizando el separador.
12. Un compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico para mejorar el rendimiento de un separador, en donde el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico está formado por el ensamblaje periódico, a lo largo de una dirección espacial, de unidades básicas expresadas por la Fórmula I:
Lx(MaCb)yAz Fórmula I
en la Fórmula I, M es un catión de uno o más metales seleccionado de los siguientes: Zn, Co, Cu, Fe, Cd, Mn, Ag, Rh, Ru, Be, Mg, Al, Sc, Cr, Ni, Y, Ti, Zr, Hf, Li, Na, K, In, Ca, Sr, Pb, metales lantánidos y metales actínidos, en donde a es un valor que oscila de 0,1 a 10;
C se selecciona de uno o más de los siguientes átomos, grupos atómicos, moléculas pequeñas o aniones: O, =O, O12- 3456, S2-, Cl-, Br, I-, CO, -OH, OH- y H2O, en donde b es un valor que oscila de 0 a 20;
y es un valor que oscila de 1 a 50;
cuando M son cationes de dos o más metales, un producto de a e y representa el número de todos los cationes metálicos en una única unidad básica expresada por la Fórmula I;
L se selecciona de uno o más de los siguientes ligandos: grupo ciano, CN-, grupo tiociano, SCN-, nitrilo y sales, ácidos, ésteres y anhídridos de los anteriores ligandos, en donde el nitrilo es uno o más de los siguientes: alcano C2-C12 dinitrilo lineal o ramificado, alcano C3-C12 trinitrilo lineal o ramificado, alcano C4-C12 tetranitrilo lineal o ramificado, alqueno C2-C12 dinitrilo de cadena lineal o ramificada, alqueno C3-C12 trinitrilo lineal o ramificado, alqueno C4-C12 tetranitrilo lineal o ramificado, alquino C2-C12 dinitrilo lineal o ramificado, alquino C3-C12 trinitrilos lineales o ramificados y alquino C4-C12 tetranitrilos lineales o ramificados, en donde uno o más átomos de hidrógeno en el nitrilo están opcionalmente sustituidos por uno o más grupos sustituyentes seleccionados de los siguientes grupos: grupo ciano, grupo nitro, grupo amino, grupo aldehído, grupo carboxilo, halógeno, grupo alquilo C1-C8, grupo hidroxialquilo C1-C8, grupo alcoxi C1-C8, grupo alquenilo C2-C8, grupo alquinilo C2-C8, grupo cicloalquilo C3-C16, grupo arilo C6-C20, grupo heteroarilo C6-C20 o cualquier combinación de los mismos, en donde x es un valor que oscila de 1 a 50; y
A es un átomo o catión seleccionado de uno o más de los siguientes elementos metálicos: Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Sr, Zn, Al, Mg y Ca; o se selecciona de una o más de las siguientes moléculas: H2, O2, H2O, CO2, NH3, CH4, formiato de metilo, acetato de etilo y carbonato de propileno, en donde z es un valor que oscila de 0,01 a 100; en donde
el catión metálico M, el ligando L y opcionalmente C forman una estructura de unidad básica cúbica o cuasi cúbica, en donde M o una combinación de M y C están situados en un vértice de la unidad básica, y el ligando L está situado en un borde de la unidad básica, la unidad básica tiene poros, A está situado en los poros de la unidad básica, y la unidad básica está ensamblada periódicamente a lo largo de al menos una dirección espacial para formar el compuesto combinado híbrido orgánico-inorgánico;
el rendimiento mejorado del separador se selecciona de al menos uno de los siguientes:
(1) afinidad del separador con el electrolito;
(2) permeabilidad al aire, capacidad de gas y rendimiento antiabultamiento del separador;
(3) densidad de área, densidad de energía y resistencia mecánica del separador;
(4) resistencia al calor, combustión retardada y rendimiento a prueba de explosiones del separador; (5) conductividad iónica del separador, y
(6) rendimiento de tasa y rendimiento de ciclo de una celda de batería (20) preparada utilizando el separador.
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