[发明专利]一种无纺布锂离子电池隔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：以改性PET无纺布作为静电纺接收基底，进行静电纺丝制得纳米纤维膜后，将改性PET无纺布与纳米纤维膜进行复合辊压制得无纺布锂离子电池隔膜；

改性PET无纺布是采用浸渍溶液对PET无纺布进行浸渍处理得到；浸渍溶液为甘油丙氧酸三氰酸醚和十八胺的混合溶液；

静电纺丝采用的纺丝液为聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶液。

2.根据权利要求1所述的一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)在无水乙醇中加入甘油丙氧酸三氰酸醚和1-甲基咪唑，室温下搅拌30～60min后加入十八胺，之后继续搅拌12～24h，接着升温至45～55℃并搅拌10～30min后冷却至室温，制成浸渍溶液；

(2)将PET无纺布完全浸渍于步骤(1)制成的浸渍溶液中，浸渍时间为50～60min，浸渍结束后在室温下干燥5～10min，然后放置于145～155℃下固化1～1.5h，再在无水乙醇中漂洗3～5min，最后在145～155℃下干燥10～15min，得到改性PET无纺布；

(3)将聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶于N,N-二甲基甲酰胺中，制成聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶液；

(4)将步骤(2)得到的改性PET无纺布作为静电纺接收基底并卷绕在收集辊筒上，采用步骤(3)得到的溶液作为纺丝液，进行静电纺丝制得纳米纤维膜；

(5)将步骤(4)制得的纳米纤维膜与改性PET无纺布进行复合辊压制得无纺布锂离子电池隔膜。

3.根据权利要求2所述的一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中甘油丙氧酸三氰酸醚和十八胺的质量比为15～20:1，无水乙醇和1-甲基咪唑的体积比为500～1000:1，浸渍溶液中甘油丙氧酸三氰酸醚的含量为25～33wt％。

4.根据权利要求3所述的一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，甘油丙氧酸三氰酸醚的环氧值为0.15～0.18。

5.根据权利要求2所述的一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中PET无纺布为熔喷PET无纺布，其厚度为140～200μm，克重为25～35g/m²。

6.根据权利要求2所述的一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶液的质量分数为15～20％。

7.根据权利要求2所述的一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(4)中静电纺丝的工艺参数为：纺丝施加电压13.5～15kV；纺丝溶液推进速度1～1.2mL/h；收集滚筒转速200～300r/min；注射针头到收集辊筒的距离14～16cm；纺丝环境相对湿度40～60％，温度20～25℃。

8.根据权利要求2所述的一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(5)中复合辊压的工艺参数为：辊压压力4～6MPa，辊压时间1～2min；

纳米纤维膜的厚度为100～150μm；复合辊压制得无纺布锂离子电池隔膜的厚度为150～200μm。

9.采用如权利要求1～8任一项所述的方法制得的无纺布锂离子电池隔膜，其特征在于：为由改性PET无纺布和纳米纤维膜构成的双层复合纤维膜；

复合纤维膜中改性PET无纺布的平均孔径为24～26μm，纳米纤维膜的平均孔径为0.2～0.7μm。

10.根据权利要求9所述的无纺布锂离子电池隔膜，其特征在于，无纺布锂离子电池隔膜对LiPF₆电解液的浸润时间在500ms以内，无纺布锂离子电池隔膜的锂离子迁移数为0.39～0.42。