[发明专利]一种电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及电池领域，具体涉及一种电池隔膜及其制备方法，所述电池隔膜通过静电纺丝形成，且所述电池隔膜中的纤维含有聚偏氟乙烯和氧化石墨烯，所述制备方法包括：(1)制备含有氧化石墨烯、聚偏氟乙烯和有机溶剂的混合溶液；(2)将步骤(1)获得的混合溶液通过静电纺丝制成膜，然后进行干燥。本发明通过静电纺丝制备聚偏氟乙烯膜，并且在PVDF中加入石墨烯对其进行改性，使得所制备的电池隔膜不仅具有高孔隙率和吸液率，以及孔径分布均匀等优点，并且克服了PVDF结晶度较高导致离子电导率差的缺陷，使得本申请制备的电池隔膜具有高离子电导率。

技术领域

本发明涉及电池领域，具体涉及一种电池隔膜及其制备方法。

背景技术

隔膜是电池的关键部件，在电池中起着阻隔正负极电子的电导，允许电解液离子自由通过从而实现离子传导的重要作用，因而电池隔膜是电池容量、循环能力和安全性能的重要决定因素。电池隔膜需具备以下特点：1、孔隙率高；2、具有较高的吸液率；3、化学性能稳定，不与电解液发生化学反应；4、阻隔性能好；5、离子传导率高；6、机械性能好，不易发生变形。

目前所使用的电池隔膜，通常采用熔融拉伸及热致相分离两种成型工艺制备，这两种方法不仅生产工艺繁琐，生产成本高，而且所制备的电池隔膜孔隙率低、离子传导率低，不利于隔膜性能的发挥。静电纺丝法制备的电池隔膜隔膜具有孔隙率高、孔径分布均匀、膜微观结构精细可控等优点，引起了研究人员的广泛关注。

聚偏氟乙烯(PVDF)因其化学性能稳定、介电常数高，而被普遍用作隔膜材料，但PVDF结晶度较高，导致离子电导率不高，限制了PVDF隔膜在电池上的应用。本发明利用静电纺丝法，通过加入氧化石墨烯对PVDF进行改性，得到PVDF/GO复合膜，来提高PVDF隔膜的离子电导率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的电池隔膜孔隙率和吸液率低，以及离子电导率低的问题，提供了一种电池隔膜及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种电池隔膜，该电池隔膜通过静电纺丝形成，且所述电池隔膜中的纤维含有聚偏氟乙烯和氧化石墨烯。

本发明第二方面提供一种制备本发明所述的电池隔膜的方法，所述方法包括：

(1)制备含有氧化石墨烯、聚偏氟乙烯和有机溶剂的混合溶液；

(2)将步骤(1)获得的混合溶液通过静电纺丝制成膜，然后进行干燥。

本发明通过静电纺丝制备聚偏氟乙烯膜，并且在PVDF中加入石墨烯对其进行改性，使得所制备的电池隔膜不仅具有高孔隙率和孔径分布均匀等优点，并且克服了PVDF结晶度较高导致离子电导率差的缺陷，使得本申请制备的电池隔膜具有高离子电导率。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明一方面涉及一种电池隔膜，其中该电池隔膜通过静电纺丝形成，且所述电池隔膜中的纤维含有聚偏氟乙烯和氧化石墨烯。通过静电纺丝法制备的聚偏氟乙烯纤维膜具有孔隙率高、孔径分布均匀、膜微观结构精细可控等优点，并且石墨烯具有强导电性，掺混至聚偏氟乙烯后，极大地增加了本发明所述的聚偏氟乙烯纤维膜的离子电导率。

在本发明中，优选地，在所述纤维中，氧化石墨烯和聚偏氟乙烯的重量比为1：100-200。在该范围内，本发明所述电池隔膜不仅具有较高的离子电导率，同时还具有孔隙率高、孔径分布均匀和良好的润湿性等优点。