[发明专利]一种高热稳定性的锂电池隔膜及其制备方法有效
申请号: | 201811507148.9 | 申请日: | 2018-12-11 |
公开(公告)号: | CN109411682B | 公开(公告)日: | 2022-01-28 |
发明(设计)人: | 姚学永;唐忠荣;冷佩佩 | 申请(专利权)人: | 广东永邦新能源股份有限公司 |
主分类号: | H01M50/457 | 分类号: | H01M50/457;H01M50/423;H01M50/434;H01M50/44;H01M50/451;H01M50/454;H01M50/403 |
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地址: | 523000 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 高热 稳定性 锂电池 隔膜 及其 制备 方法 | ||
1.一种高热稳定性的锂电池隔膜的制备方法,其特征在于,所述锂电池隔膜由聚酰亚胺核孔膜、陶瓷层及静电纺丝纳米纤维层构成,该锂电池隔膜的厚度为50-80μm,该锂电池隔膜的两平面上分别涂有导电涂层,所述导电涂层的浆料按重量百分比计量下列组分,粘结剂1-10%、分散剂1-5%、溶剂75-87%和碳材料5-20%,所述碳材料为重量比为1:1-1:5的碳管和片状石墨,所述粘结剂为重量比为1:1:1-2:3:5的羟丙基甲基纤维素、丁苯橡胶乳、聚氧化乙烯;所述分散剂为重量比为1:1-1:5的改性聚氧乙烯醚和聚乙烯吡咯烷酮;所述溶剂为水,
该锂电池隔膜制备方法包括以下步骤:
a、聚酰亚胺核孔膜的制备
在70-90℃下,将聚酰亚胺薄膜放入氢氧化钠刻蚀液中进行浸泡,浸泡25-40min后,将聚酰亚胺薄膜取出并用去离子水清洗、烘干,得到聚酰亚胺核孔膜;
b、陶瓷层的制备
将30-65份多孔氧化铝、0.5-1.2份分散剂、0.3-0.5份悬浮稳定剂与1.2-1.5份表面活性剂一同加入到50-80份的去离子水中,并以180-250r/min的速度搅拌混合30-45min,得到水性陶瓷浆料,通过网纹辊将制得的水性陶瓷浆料涂布于聚酰亚胺核孔膜的一侧,接着在60-85℃的温度下烘干30-50min,制得陶瓷层,
步骤b中所述多孔氧化铝由铝基金属有机框架化合物于800-1200℃的温度下煅烧12-30h后制得;
c、静电纺丝纳米纤维层的制备
将聚合物材料加入到二甲基乙酰胺中进行加热搅拌溶解,将得到的聚合物材料溶液注入静电纺丝机,调节纺丝针头和接收板之间的距离,开始静电纺丝,将静电纺丝溶液形成射流喷洒于陶瓷层上,接着在80-95℃下沉淀烘干90-150min,制得静电纺丝纳米纤维层,得到高热稳定性的锂电池隔膜。
2.根据权利要求1所述的一种高热稳定性的锂电池隔膜的制备方法,其特征在于:所述铝基金属有机框架化合物选用MIL-53(Al)、MIL-100(Al)、MIL-101(Al)中的任意一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种高热稳定性的锂电池隔膜的制备方法,其特征在于:步骤b中所述分散剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、六偏磷酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸铵盐、辛基苯酚聚氧乙烯和聚乙二醇中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种高热稳定性的锂电池隔膜的制备方法,其特征在于:步骤b中所述悬浮稳定剂为2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸、N,N-二甲基丙烯酰胺、丙烯酸的三元共聚物中的任意一种或两种。
5.根据权利要求1所述的一种高热稳定性的锂电池隔膜的制备方法,其特征在于:步骤b中所述表面活性剂为甲基丙烯酸羟丙基磺酸钠、羟甲基磺酸钠和4-羟乙基哌嗪乙磺酸钠中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种高热稳定性的锂电池隔膜的制备方法,其特征在于:步骤c中所述静电纺丝纳米纤维层的聚合物材料选用聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚偏氟乙烯中的任意一种或两种。
7.根据权利要求1所述的一种高热稳定性的锂电池隔膜的制备方法,其特征在于:步骤c中静电纺丝的纺丝针头内径为0.5-3.5 mm,电压为5-35 kV,针头与接收装置的距离为3-40 cm,纺丝温度为30-90℃,纺丝流量为2-10 ml/h。
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