[发明专利]一种复合型锂离子电池隔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：包含无纺布基材层、静电纺丝层和聚合物多孔涂层；结构组合方式如下：聚合物多孔涂层/ 静电纺丝层/无纺布基材层/静电纺丝层/聚合物多孔涂层或聚合物多孔涂层/无纺布基材层/静电纺丝层/聚合物多孔涂层；

制备方法包括以下步骤：

第1步，静电纺丝溶液制备：将静电纺丝层所用聚合物溶解在溶剂中，其中聚合物在溶液中的质量百分比浓度为5-30wt%，测定所述溶液的粘度在100-3000mPa.S之间；

第2步，静电纺丝：将配制好的静电纺丝溶液通过纳米纤维纺丝机在无纺布基材上进行单面或双面连续静电纺丝，得到无纺布/纳米纤维复合膜，所述静电纺丝的条件为: 温度10-40℃、正电压20-50kV、负电压负5-负30kV、纺丝速度为每分钟每米宽幅1-10g、纳米纤维膜的单面厚度为：1-10μm；

将纺丝完成后得到的复合膜进行后处理:先通过80-200℃辊热压成型，再在120℃烘箱中干燥1-5分钟，从而得到静电纺丝改性的无纺布；

第3步，相转移法制备聚合物多孔涂层：将聚合物与溶剂、非溶剂、无机粒子比例混合，无机粒子与聚合物的质量比范围：1:100-10:100，配置聚合物浓度为4-12wt%的溶液，再涂布在改性无纺布基材的两侧上，单面涂层厚度控制在1-6μm，经烘干制备得到所述的一种复合型锂离子电池隔膜；

所述第3步，溶剂为N， N-二甲基甲酰胺DMF、N， N-二甲基乙酰胺DMAc、丙酮、N-甲基吡咯烷酮NMP、四氢呋喃THF和六氟异丙醇中的一种以上；

所述第3步，非溶剂为水、乙醇、甘油中的一种以上。

2.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述无纺布基材层中的无纺布材质为聚丙烯、聚乙烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚砜、聚丙烯腈、聚酯、纤维素、聚醚醚酮、聚磷腈、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇咪唑啉、聚对苯酰胺、聚对苯二甲酰对苯二胺和聚芳醚砜酮、芳纶和芳砜纶中的一种以上；

所述无纺布的制作工艺为熔喷法、纺粘法、湿法造纸、水刺法、针刺法和热轧法中的一种以上；

所述无纺布规格参数为：克重3-50g/m²，厚度5-40μm，厚度偏差小于±2μm，孔隙率≥30%，孔径分布≤300μm。

3.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述静电纺丝层的材料为聚酰亚胺PI、芳纶、聚丙烯腈PAN、芳砜纶、聚偏氟乙烯PVDF、聚偏氟乙烯-六氟丙烯PVDF-HFP和聚甲基丙烯酸甲酯PMMA中的一种以上；

所述静电纺丝层的单层厚度范围为1-10μm，静电纺丝纤维直径范围为10-1500nm。

4.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述聚合物多孔涂层，为采用传统涂覆方式进行两面涂覆制备的纳米陶瓷颗粒掺杂的聚合物涂层，其单层涂层厚度为1-6μm，微孔的孔径为0.01-1μm。

5.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述聚合物多孔涂层，其聚合物材料为聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸异丁酯、聚甲基丙烯酸烯丙酯、聚丙烯酸甲酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、丙烯腈聚丁橡胶、丙烯腈氯乙烯树脂、丙烯腈异丁烯酸树脂、丙烯腈丙烯酸树脂、聚偏氟乙烯PVDF、聚四氟乙烯PTFE、聚偏氟乙烯-六氟丙烯PVDF-HFP、聚丙烯腈PAN和芳香族聚酰胺中的一种以上。

6.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：所述第3步，无机粒子为三氧化二铝、二氧化硅、二氧化钛、钛酸钡、氧化镁、氧化锆、氧化锌和碳化硅中的一种以上；

所述第3步，涂覆方式为浸涂、辊涂、刮涂、凹版涂布和微凹涂布中的一种；

所述第3步，烘干条件为：温度80-150℃，时间30秒-5分钟。

7.如权利要求1所述的一种复合型锂离子电池隔膜，其特征在于：总厚度为10-100μm。