[发明专利]一种NiPc/PVDF改性PE隔膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种NiPc/PVDF改性PE隔膜的制备方法，其包括：S1、取4‑硝基邻苯二甲腈、氯化镍分散于乙二醇中，使反应体系中4‑硝基邻苯二甲腈浓度为0.010mol/L‑0.020mol/L，氯化镍浓度为0.004‑0.006mol/L；向反应体系中加入占反应体系质量2‑4‰的钼酸铵为催化剂；将反应容器密封，在150‑170℃下进行溶剂热反应16‑25h，将产物用水洗涤，烘干得到NiPc；S2、将NiPc与PVDF混合，加入NMP以将NiPc与PVDF恰好没过，搅拌并结合超声分散，得到均匀浆料；采用浸渍提拉法将PE膜在所述浆料中正反两面浸渍3‑5次，45‑60℃下干燥，得到NiPc/PVDF改性PE隔膜。本发明的制备方法简单、无污染、适于大规模商业化生产，且改性PE隔膜具有高离子电导率、优异的机械强度和超高的热循环稳定性等优点。

技术领域

本发明涉及电池组件技术领域，特别是一种NiPc/PVDF改性PE隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池的四大关键材料为正极材料、负极材料、电解液以及隔膜。隔膜的主要功能是隔离正负极并阻止电子穿过，同时能允许离子通过，从而完成在充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。隔膜性能的优劣直接影响着电池内阻、放电容量、循环使用寿命以及电池安全性能的好坏。隔膜越薄、孔隙率越高，电池的内阻越小，高倍率放电性能就越好。

目前商品化的锂电池隔膜主要是聚烯烃微孔膜，包括聚乙烯(PE)膜、聚丙烯(PP)膜等。PE隔膜的闭孔温度和熔断温度都较低，PE膜就可起到熔断保险丝的作用。但纯PE膜与极片的粘结力较差、隔膜机械强度和耐穿刺强度较低，容易在电池循环过程中与极片脱离，甚至发生短路，导致电池循环寿命下降和安全问题。锂电池在充电过程中锂离子还原时形成的树枝状金属锂，有关研究证实，锂枝晶生长是影响锂离子电池安全性和稳定性的根本问题之一。纯PE膜在多次循环后会形成锂枝晶，容易发生体积膨胀的问题，锂枝晶还会刺穿隔膜。此外，隔膜的离子电导率是衡量隔膜性能的一项重要指标，离子电导率越高将越有利于减小电池的内阻，提高电池能量密度。基于现有PE隔膜各项性能的缺点，有必要对其提出改进方案，以提高隔膜的各项性能。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种NiPc/PVDF改性PE隔膜的制备方法，该制备方法简单、无污染、很适于大规模商业化生产，且方法采用含PVDF和NiPc的浆料对PE膜改性，使改性PE隔膜具有高离子电导率、优异的机械强度和超高的热循环稳定性等优点，可诱导锂离子的均匀输送，抑制锂枝晶形成，从而提高电池的循环稳定性和能量密度。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种NiPc/PVDF改性PE隔膜的制备方法，其包括：

S1、制备NiPc：

取4-硝基邻苯二甲腈、氯化镍分散于乙二醇中，使反应体系中4-硝基邻苯二甲腈浓度为0.010mol/L-0.020mol/L，氯化镍浓度为0.004-0.006mol/L；向反应体系中加入占反应体系质量2-4％的钼酸铵为催化剂；将反应容器密封，在150-170℃下进行溶剂热反应16-25h，将产物用水洗涤，烘干得到NiPc；

S2、制备NiPc/PVDF改性PE隔膜：

将NiPc与PVDF混合，加入NMP以将NiPc与PVDF恰好没过，搅拌并结合超声分散，得到均匀浆料；

采用浸渍提拉法将PE膜在所述浆料中正反两面浸渍3-5次，45-60℃下干燥，得到NiPc/PVDF改性PE隔膜。

根据本发明的较佳实施例，其中，S1中，反应体系中4-硝基邻苯二甲腈浓度为0.0115-0.012mol/L，氯化镍浓度为0.0052-0.0055mol/L。