[发明专利]一种高稳定性锂离子电池隔膜

说明书

本发明公开了一种高稳定性锂离子电池隔膜，包括以下原料：聚合物、竹纤维、氟化铵和有机溶剂，包括下述步骤：首先将竹纤维预处理，之后将聚合物溶于有机溶剂中，再将氟化铵、竹纤维和聚合物混合反应得到铸膜液，最后涂膜得到隔膜，得到的隔膜用于锂离子电池隔膜。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜领域，具体来说是一种具有高稳定性的改性锂离子电池隔膜。

背景技术

锂离子电池由于具有高比容量、长循环寿命、无记忆效应的特性，又具有安全、可靠且能快速充放电等优点，而成为近年来新型电源技术研究的热点。通常的锂离子电池由正/负极材料、电解液、隔膜以及电池外壳包装材料组成。隔膜是液态锂离子电池的重要组成部分，在电池中起着隔离正负极并使电池内的电子不能自由穿过，而让电解液中的离子在正负极间自由通过的作用。它的锂离子传导能力直接关系到锂离子电池的整体性能；隔离正负极的作用则使电池在过充或温度升高情况下能限制电流的升高，防止电池短路引起爆炸；具有微孔自闭保护作用,对电池使用者和设备起到安全保护作用。由此可见其性能决定了电池的界面结构、内阻、离子电导率等，从而直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。

目前市场上主要的锂离子电池隔膜为聚烯烃类隔膜，这种隔膜具有较高孔隙率、较低的电阻、较高的抗撕裂强度、较好的抗酸碱能力，但是由于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃非极性材料制成的隔膜具有低的表面能，在锂离子电池使用的极性碳酸酯类电解液中虽能很好的浸润，但由于吸液性能并不太好，导致离子电导率低，同时聚烯烃类材料不耐高温，受热不稳定，电池反应时如果温度过高，可能会引起隔膜自燃或者爆炸，具有较大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高稳定的锂离子电池隔膜，所述的锂离子电池隔膜包括以下原料20-40份聚合物、5-10份氟化铵、5-10份竹纤维和50-60份有机溶剂。

优选的，其聚合物为聚偏氟乙烯(PVDF)和聚对苯撑苯并二唑(PBO)。

其制备方法由以下步骤合成：

(1)竹纤维的预处理：将剪碎的竹纤维放入10wt％的氢氧化钠溶液中，煮沸60min，自然冷却后抽滤、不断水洗到中性，烘干后放入160℃的有机溶剂中煮沸30min，之后在150℃敞口搅拌30min，然后回流，将冷却的溶液在室温下磁力搅拌至竹纤维溶解；

(2)将聚偏氟乙烯和聚对苯撑苯并二唑溶于有机溶剂中，加热至85℃，磁力搅拌4-5h，之后放入烘箱中，80摄氏度干燥12h；

(3)将氟化铵加入步骤(1)溶液中，磁力搅拌1h，之后加入步骤(2)产物，继续搅拌12h，之后置于脱泡罐中，在40℃下脱泡4h，得到铸膜液；

(4)最后将步骤(3)铸膜液在干燥洁净的玻璃板上进行流延，之后将玻璃片置于一定倾斜角放置24h得到复合膜。将形成的膜揭下来,用剪刀将膜剪成正方形,在2mol/L的KOH中浸泡24h。之后用去离子水将膜清洗多次,在一定量的去离子水中浸泡24h。在60℃烘箱中干燥24h，得到锂离子电池隔膜。

优选的，所述步骤(1)中有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺。

优选的，所述步骤(1)中回流温度为80-120℃，回流时间为3-5h。

优选的，所述步骤(2)中有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺和丙酮。。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果如下：