[发明专利]一种基于聚偏氟乙烯-六氟丙烯的锂离子电池复合隔膜在审

专利信息
申请号: 201410826701.0 申请日: 2014-12-26
公开(公告)号: CN105789532A 公开(公告)日: 2016-07-20
发明(设计)人: 卢倩 申请(专利权)人: 北京化工大学常州先进材料研究院
主分类号: H01M2/16 分类号: H01M2/16
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 213164 江苏省常州市武进区常武中路18号*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 聚偏氟 乙烯 丙烯 锂离子电池 复合 隔膜
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种基于聚偏氟乙烯-六氟丙烯的锂离子电池复合隔膜,其主要用于锂离子电池。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高、循环寿命长和电压高等优异的电性能而获得了迅速的发展。目前已经广 泛应用于手机、便携式电脑、照相机、摄像机等电子产品领域。锂离子电池又分为液态锂离子电池和固态 锂离子电池,固态锂离子电池一般称作聚合物锂离子电池或塑料锂离子电池,其工作原理与液态锂离子电 池相同,不同的是聚合物锂离子电池的电解质不是游离电解质,而是凝胶电解质或者固体电解质。聚合物 电解质不仅具有高的离子电导率、长的循环寿命、极小的污染程度及良好的加工性能,同时又具有更好的 安全性、外形设计的灵活性,其用于取代液态电解质,能克服液态电解质锂离子电池在容量、安全性能等 方面存在的问题,为锂离子电池向全固态、超薄型发展提供有利条件。因而这种电池已成为近些年化学电 源研究和开发的热点,有非常好的发展前景。

目前,聚合物锂离子电池电解质隔膜性能好坏直接影响聚合物锂离子电池性能的优化和提高。对这类 微孔聚合物电解质隔膜的制备,目前主要有浸没沉淀相分离和热致相分离等方法。浸没沉淀法的最大缺点 是很难得到结构对称的膜,并且容易出现指状孔,这不利于隔膜与电极之间的接触。近几年研究较多的是 热致相分离法,其优点是孔径分布窄、结构对称、无指状孔,缺点是容易呈现封闭孔结构、孔间贯通性差, 从而不利于离子通过,并且在制备过程中需要使用大量溶剂、易造成环境污染等问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述制备方法的不足,提供一种基于聚偏氟乙烯-六氟丙烯的锂离子电池复合隔 膜。

本发明采用的技术方案是:一种基于聚偏氟乙烯-六氟丙烯的锂离子电池复合隔膜,采用以下方法制 备:

1、制备聚偏氟乙烯-六氟丙烯微孔膜

(1)将聚偏氟乙烯-六氟丙烯放在干燥箱中恒温干燥10~15h,以除去其中的水份,将干燥后的聚偏氟 乙烯-六氟丙烯密封备用;

(2)用电子天平准确称量聚偏氟乙烯-六氟丙烯颗粒,并加入溶解聚偏氟乙烯-六氟丙烯的有机溶剂, 配成质量浓度为15%的铸膜液;

(3)待聚偏氟乙烯-六氟丙烯完全溶解并搅拌均匀后,密封闭光静置一段时间,除去溶液中残存的气体; 刮制聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶液薄膜厚度为100~150μm;

(4)设定水浴温度为50~80℃,保持恒定后,开启压缩机并设定压力,然后打开高压气瓶并持续几秒钟, 以吹走管道中的空气,再关闭气瓶;

(5)将载有铸膜液的铸膜盘迅速置入高压釜中密封;

(6)高压气瓶中的气体被增压泵压缩,先送入预热器进行预热,再被压入高压反应釜,压力设定为 20~30MPa,使高压反应釜中的气体处于超临界状态,成为超临界流体,保压时间为50~80min;

(7)打开装置出口的控制阀,对高压釜进行连续吹扫,最后对系统进行缓慢泄压,泄压时的气体流量 控制在0~0.3m3/h;

(8)最后打开高压釜,取出制备的微孔膜样品。

所述超临界流体选自超临界二氧化碳、超临界甲烷、超临界乙烷、超临界丙烷、超临界乙烯、超临界 正戊烷。

所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、丙酮、苯、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、 聚乙烯吡咯烷酮、二甲基亚砜、环丁砜。

2、制备复合隔膜

(1)将一定质量比的Al2O3颗粒(粒径0.01~2.0μm)与粘结剂混合,分散均匀,制得正极侧涂层浆 料;

(2)将将一定质量比的PS基(苯乙烯-二乙烯苯共聚)微球与粘结剂混合,分散均匀,制得负极侧 涂层浆料;

(3)采用连续凹版涂布法将上述步骤(1)和步骤(2)中制得的涂层浆料分别涂布在聚偏氟乙烯-六 氟丙烯的两侧,涂层厚度均为为8~15μm,烘干制得复合隔膜。

所述的粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)、丙烯酸酯类、丙烯酸类、聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维(CMC)、 聚氨酯等常规粘结剂中的一种或多种。

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