[发明专利]一种高热稳定性的锂电池隔膜及其制备方法

权利要求书

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。