[发明专利]双层复合隔膜及制备方法、HNTs@PI-PP双层复合隔膜

说明书

双层复合隔膜及制备方法、HNTs@PI‑PP双层复合隔膜。本发明涉及锂电池隔膜技术领域，公开了一种双层复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：S1取外基膜和制孔剂，溶解于可溶解外基膜的溶剂中，平板涂布，真空干燥，得到外层膜A；S2取内基膜和无机纳米粒子，通过静电纺丝制得内层膜B；S3取内层膜B，将内层膜B通过热压粘合于外层膜A的表面，得到热压膜C；S4将热压膜C置于稀酸溶液中浸渍反应，真空干燥，得到表面呈多孔结构的双层复合隔膜。先将制孔剂引入PP基膜中，在热粘合HNTs@PI纤维膜后，再通过中和反应制孔，可保证双层复合隔膜具有高孔隙率等；且通过热粘合可增强双层膜的结合稳定性。

技术领域

本发明涉及锂电池隔膜技术领域，具体而言，涉及双层复合隔膜及制备方法、HNTs@PI-PP双层复合隔膜。

背景技术

传统的锂离子电池中，通常采用聚烯烃微孔膜作为锂电池隔膜，如：聚丙烯(polypropylene，PP)微孔膜。聚烯烃微孔膜具有易加工、低成本和化学稳定性强等优点。但在极端高温条件下，聚烯烃微孔膜会热收缩，甚至发生溶体破裂而失去力学强度，进而导致电池发生热失控、燃烧爆炸等危险情况；此外，聚烯烃微孔膜的低孔隙率和非极性也会导致锂电池内阻大、倍率性能差、吸液保液性差等问题，因而限制锂电池的电学性能。基于此，现多通过复合的改良方式，来开发具有高热稳定性、高孔隙率等的复合隔膜。

目前，常见的复合隔膜包括陶瓷改性隔膜和新型聚合物隔膜。在针对以PP微孔膜为基膜的改良中，通过静电纺丝将聚酰亚胺(Polyimide，PI)雾化喷丝接入膜表面制成静电纺丝纤维膜，可使膜表面形成大量疏松的开孔结构，且孔径小、孔隙率高，使得隔膜具有高渗透性和高比表面积，且PI具有极好的耐高温性能和大量极性基团，可在极高温环境中保持长时间的尺寸稳定性，与极性电解液亲和力强，有助于提高隔膜对电解液的吸液保液能力，降低界面阻抗，提高电池综合性能。然而，采用上述方法制得的复合隔膜存在如下问题：PP微孔膜与其表面的静电纺丝PI的结合不稳定，且在PP微孔膜表面覆盖静电纺丝后，膜表面的孔隙被填充，使得复合隔膜孔隙率降低，影响其渗透性等。

因此，我们急需一种结合更稳定、孔隙率更高、电化学性能更好的锂电池复合隔膜。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：

在双层或多层结构的锂电池复合隔膜中，相邻两层膜之间常出现结合不稳定的问题，且由于多层膜相贴合，会使得原孔状膜表面的孔隙被填充，影响复合隔膜的渗透性等。如针对PP微孔膜的复合加工中，采用纤维膜与PP微孔膜复合，存在PP微孔膜中孔隙被填充、结合不稳定的问题。

本发明采用的技术方案：

本发明提供了一种双层复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：

S1取外基膜和制孔剂，溶解于可溶解外基膜的溶剂中，平板涂布，真空干燥，得到外层膜A；

S2取内基膜和无机纳米粒子，通过静电纺丝制得内层膜B；

S3取内层膜B，将内层膜B通过热压粘合于外层膜A的表面，得到热压膜C；

S4将热压膜C置于稀酸溶液中浸渍反应，真空干燥，得到表面呈多孔结构的双层复合隔膜。

优选地，所述内基膜为PI隔膜；所述无机纳米粒子包括埃洛石纳米管、凹凸棒石、海泡石、蒙脱石、蛇纹石、水滑石、伊利石、蛭石、锂皂石、云母、高岭石、硅藻土中的任意一种或多种。

优选地，步骤S2中，制备内层膜B包括如下步骤：

S2.1取均苯四甲酸二酐和4,4’-二胺基二苯醚，以N,N'-二甲基乙酰胺作为溶剂，在冰水浴中合成PAA溶液；