[发明专利]一种锂电池的隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂电池的隔膜及其制备方法，属于化学电源领域。

背景技术

锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大材料组成。其中隔膜是置于电池正负极之间的多微孔薄膜，其使锂离子可以自由通过，同时阻断正负极的直接接触以防止发生短路。当隔膜被外力或电池内部刺穿时，电池内部会发生短路，此时隔膜必须能立即发生熔化闭孔以阻断短路发生位置，以避免电池发生热爆走而爆炸。

现今的隔膜有两类可以起到这作用：1.多层结构隔膜，2.陶瓷涂布隔膜。这两类都具有阻断层和支撑层，当隔膜被穿刺时会开始发生局部发热，此时隔膜阻断层如果能快速发生熔化闭孔，可以避免电池热爆走而爆炸，但是当局部的发热速度大於熔化速度时，就无法达到阻断作用。

加入导电炭黑可以使聚碳酸酯表面电阻下降，从不导电树脂变为抗静电树脂，甚至导电树脂。导电炭黑是一种具有独特链状结构的炭黑，其结晶体的微观结构为类石墨状，这些结晶体在一起形成了最初级的颗粒，而这些颗粒通过范德华力的作用，团聚形成了链状可导电结构。导电炭黑的结晶体是由大量的有π电子的苯环形成，π电子可以在炭黑上自由移动，形成导电回路，从而使聚合物基体有一定的电性能。传统的导电聚碳酸酯一般通过加入超导炭黑EC600JD来到达抗静电效果，这种导电炭黑由于长链结构导电效果被认为市场最佳，但成本非常昂贵。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种锂电池的隔膜及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种锂电池的隔膜，主要包括以下重量份比的组分：

基体树脂为聚碳酸酯，其中聚碳酸酯重均分子量为25000-35000，所述聚碳酸酯为脂肪族或芳香族；

所述的导电炭黑为具链状结构的导电炭黑；

所述的其它组分为抗氧剂、内润滑、脱模剂和稳定剂中至少一种，或者两种或两种以上的混合物。

为解决上述问题，本发明实施例提供了一种锂电池的隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、按照一种锂电池的隔膜的配方分别称取各组分；

S2、将S1步骤中称取的聚碳酸酯溶解于溶解液中，加入质量含量为1％-10％的偶联剂母液，20℃-100℃加热搅拌；

S3、将步骤S1称取的导电炭黑和其它组分加入步骤S2所得的混合物中，搅拌混合20min；

S4、加入步骤S1称取的硅藻土，继续加热搅拌；

S5、将步骤S4所得的混合物倒入密封容器，置于20℃-70℃水浴中静置脱泡；用刮刀刮制成片，静置10s-600s；在凝固浴溶液浸没沉淀，脱模成片，烘干；

S6、将步骤S5所得的固体物质置于质量分数为0.1％-10％的非离子或阴离子表面活性剂溶液对初级隔膜进行浸泡，烘干。

优选的，所述溶解液为二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺中的一种。

优选的，所述偶联剂为有机硅氧烷或钛酸酯偶联剂。

优选的，所述凝固浴溶液为溶解液质量含量为0％-50％的去离子水溶液。

本发明具有以下有益效果：

采用一款低成本的导电炭黑替代EC600JD，在避免物性损失的前提下，极大程度降低材料成本；配方中采用了含量高达70％以上的廉价硅藻土，对比进口隔膜的沉淀二氧化硅和国内某些单位所采用的气相二氧化硅，具有明显的价格优势，也使之具有更好的胶体亲和性；通过偶联处理，即使在加入70％以上硅藻土的情况下，隔膜仍具有良好的机械性能；所制备的隔膜孔隙率高，微孔孔径分布在1μm-20μm间，使隔膜在有效防止短路的前提下具有小的电阻；采用简单的刮膜成型工艺，易于实现工业生产。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合及具体实施例进行详细描述。

实施例1

S1、称取聚碳酸酯10份；导电炭黑4份；二苯基砜磺酸盐0.1份；磷酸二氢钠0.1份；主抗氧剂1010 0.03份、辅抗氧剂1680.03份、润滑剂PETS0.04份；偶联剂0.1份；硅藻土56.4份；

S2、将S1步骤中称取的聚碳酸酯溶解于溶解液中，加入质量含量为1％的偶联剂母液，20℃加热搅拌；

S3、将步骤S1称取的导电炭黑和其它组分加入步骤S2所得的混合物中，搅拌混合20min；

S4、加入步骤S1称取的硅藻土，继续加热搅拌；