[发明专利]一种芳纶锂电池复合隔膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种芳纶锂电池复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：（1）常温下将氯化锂粉末加入到N，N‑二甲基乙酰胺里，配成N，N‑二甲基乙酰胺/氯化锂混合溶剂；（2）将干燥好的PMIA加入到N，N‑二甲基乙酰胺/氯化锂混合溶剂中，配制浓度为15‑25wt%的PMIA纺丝溶液，其中溶液中氯化锂的浓度为1‑3wt%；（3）将配制好的PMIA纺丝溶液进行静电纺丝，处理液处理过的PET无纺布基材接收；（4）将纺丝完成后得到的纤维膜浸入40℃乙醇溶液静置1‑3min，干燥，机械辊压得到PMIA/PET复合隔膜。本发明可以方便地调整电纺工艺参数，有效地改变膜的孔隙率、纤维直径、孔径、厚度等重要特性以适应应用中的实际需要，从而获得高孔隙率、高吸液量的锂离子电池隔膜。

技术领域

本发明涉及一种锂电池复合隔膜的制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

目前锂离子电池隔膜使用最多的是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)微孔膜。由于这两种聚烯烃类隔膜表面能较低，与电解液亲和性差，组装所得的电池中电解液/隔膜界面电阻较高，并最终影响电池性能，且由于聚烯烃材料熔点较低（聚乙烯约为140℃，聚丙烯约为160℃），高温热尺寸稳定性差，高温电流遮断性能差，导致在大电流，高功率动力电池充放电条件下，电池内部温度会急剧升高，使得电池内部发生短路的情况，因此用作动力电池隔膜时会有安全隐患。静电纺丝是近年来较受关注的膜成孔新技术。通过静电纺丝技术，喷覆特殊的高分子聚合物形成纳米纤维膜，这种纺丝技术可以制备出高孔隙率、高热稳定性、亲液性良好和纤维直径分布比较均匀的纳米纤维隔膜。

发明内容

为了克服现有锂电池隔膜耐温性较低、限制了锂离子电池高倍率放电性能及循环性能的不足，本发明提供一种安全性良好、有利于改善锂离子电池在极端条件下的使用，提高动力锂离子电池的安全性的芳纶锂电池复合隔膜的制备方法。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种芳纶锂电池复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）N，N-二甲基乙酰胺/氯化锂混合溶剂的配制：在氮气保护下，常温下将氯化锂粉末加入到N，N-二甲基乙酰胺里，用磁力搅拌器搅拌10min至完全溶解，配成N，N-二甲基乙酰胺/氯化锂混合溶剂；

（2）PMIA纺丝溶液的配制：将干燥好的间位芳纶（PMIA）纤维加入到N，N-二甲基乙酰胺/氯化锂混合溶剂中，用油浴锅在80℃下加热搅拌10h，直至PMIA纤维完全溶解，PMIA纺丝溶液即配制完成；配制PMIA浓度为15-25wt%的PMIA纺丝溶液，其中溶液中氯化锂的浓度为1-3wt%；

（3）将配制好的PMIA 纺丝溶液进行静电纺丝，处理液处理过的PET无纺布基材接收，所述静电纺丝的条件为：温度25-40℃，电压20-40KV、正负电极间距10-20cm、溶液流速为0.8-6mL/h，接收装置的转速200-600rpm；

（4）将纺丝完成后得到的纤维膜浸入40℃乙醇溶液静置1-3min，干燥，机械辊压得到芳纶锂电池复合隔膜:PMIA/PET复合隔膜。

进一步的，所述步骤（1）中，所述N，N-二甲基乙酰胺使用前经过4A分子筛干燥, 蒸馏精制。

进一步的，所述步骤（2）中，所述间位芳纶纤维（PMIA）使用前在120℃真空烘箱中干燥2h-4h。

进一步的，所述步骤（3）中，所述处理液为浓度0.5-1wt%的改性丙烯酸胶黏剂。

进一步的，所述步骤（4）中，将纺丝完成后并浸泡乙醇溶液得到的纤维膜进行分段升温干燥，先升温至80℃，保温15min后, 再升温至120℃, 保温20min。