[发明专利]一种锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法，分别以含PEG和PBS的溶液作为外层纺丝溶液，以含PAN的溶液作为内层纺丝溶液进行同轴静电纺丝制得纳米纤维膜，再去除其中的PEG后进行辊压制得锂离子电池隔膜；外层纺丝溶液中PBS的质量分数为15～22％，PEG的质量为PBS质量的2～13％；内层纺丝溶液中PAN的质量分数为8～12％；纺丝施加电压为8～12kV；外层和内层纺丝溶液推进速度分别为0.5～2mL/h和0.1～0.8mL/h；制得的锂离子电池隔膜为由皮芯复合纤维构成的纳米纤维膜。本发明的制备方法简单，制得的锂离子电池隔膜对电解液浸润良好，又具有较高热敏感度和较高热尺寸稳定性。

技术领域

本发明属于锂离子电池制造技术领域，涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池已在电动汽车、便携式电子设备等领域中得到了广泛应用，其安全问题也日渐受到重视。锂离子电池隔膜在电池中起着隔离正负极、提供离子传输通道、防止电池内部短路、保障电池安全运行的重要作用。因此，研究锂离子电池隔膜，提高离子电导率及隔膜安全性能将对锂离子电池的发展起到重要的促进作用。

隔膜的浸润性对锂离子电池的离子电导率、充放电性能和容量都有很大的影响。专利CN102544416A公开了PE/PP双层结构或PE/PP/PE三层结构电池隔膜的制备方法，在这种方法中，隔膜紧密排列的微孔是通过精确的机械拉伸形成的，孔隙率为40％左右，但是需要较长的时间才能浸润电解液。

隔膜的热尺寸稳定性对锂离子电池的安全性有很大影响。包括陶瓷隔膜(专利CN109360923A、CN109360921A等)、非织造布隔膜(专利CN108539096A、CN102560894A等)以及静电纺隔膜(专利CN109148793A)等在内的热尺寸稳定性良好的隔膜已被研究开发，但多数电池隔膜在受热时不能在较低温度时实现孔关闭，即热敏感度不高，电流切断性能表现并不突出。当电池发生短路等意外，电池内部温度飙升，如果隔膜自身不仅能保持尺寸稳定，而且能够及时实现孔自闭阻止电化学反应，将更为有效的避免严重的电流短路甚至火灾或爆炸。目前使用最多的具有电流切断特性的电池隔膜是聚烯烃电池隔膜。聚乙烯/聚丙烯双层结构或三层结构电池隔膜虽能在135℃展现其自关闭性能，但超过165℃后隔膜就会热收缩，隔膜的热尺寸稳定性较差。

因此，研究一种既对电解液浸润良好，又具有较高热敏感度和较高热尺寸稳定性的电池隔膜及其制备方法具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中锂离子电池隔膜对电解液浸润性不佳、热敏感度不高以及热稳定性差的问题，提供一种既具有较高热敏感度(即在较低温度时膜能自关闭)，又对电解液具有较好浸润性且具有较高的热尺寸稳定性的锂离子电池隔膜及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的方案如下：

一种锂离子电池隔膜的制备方法，分别以含聚乙二醇(PEG)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的溶液作为外层纺丝溶液，以含聚丙烯腈(PAN)的溶液作为内层纺丝溶液进行同轴静电纺丝制得同轴纳米纤维膜，再去除同轴纳米纤维膜中的聚乙二醇后对其进行辊压制得锂离子电池隔膜；