[发明专利]一种用于锂电池的非织造材料隔膜及制备方法

摘要

本发明属于新型电池隔膜材料的制备技术领域，提供了一种用于锂电池的非织造材料隔膜及制备方法。该方法将聚四氟乙烯微粉与磷酸锂、磺酸锂分散均匀，预压延成膜，进一步在高温下拉伸，洗涤，形成具有锂离子穿透性的微孔膜，以此膜为基材，在上下面通过静电纺丝聚酰亚胺形成纤维层，得到非织造的锂电池隔膜。与传统方法相比，本发明制得的非织造材料隔膜，具有优异的锂离子穿透性和电子阻隔性、耐高温性能好，且尺寸稳定，有极佳的机械强度和耐腐蚀性、安全性和寿命长，并且制备工艺稳定，可操作性及可重复性高。

主权项

一种用于锂电池的非织造材料隔膜的制备方法，特征是将聚四氟乙烯微粉与磷酸锂、磺酸锂分散均匀，预压延成膜，进一步在高温下拉伸，洗涤，形成具有锂离子穿透性的微孔膜，以此膜为基材，在上下面通过静电纺丝聚酰亚胺形成纤维层，得到非织造的锂电池隔膜；制备的具体步骤如下：（1）将聚四氟乙烯微粉与磷酸锂、磺酸锂按一定的质量比例混合，并加入硬脂醇及亚磷酸三苯酯，在高速混合机中混合均匀，然后进入密炼机，采用导热油加热，并通过上顶栓加压，塑炼后在液压系统驱动下进入开炼机，经开炼辊筒强烈的挤压及剪切作用得到充分塑炼；然后进入倒L型四辊压延机，包覆于压延机下辊的薄膜剥离牵引出，经牵引机牵引送入扩幅装置进行双向拉伸，然后分别通过缓冷辊与冷却辊，出料并清洗后，得到具有锂离子穿透性的微孔膜；（2）将步骤（1）所得的微孔膜用丙酮清洗，待其自然干燥后，在氮气的保护下，置于粘性四氢呋喃溶液中，短暂浸蚀处理后立即取出，再分别用丙酮及蒸馏水清洗，得到表面活化的聚四氟乙烯微孔膜；（3）将4,4，‑二氨基二苯醚置于反应容器中，在10~15℃下加入N,N‑二甲基乙酰胺溶剂，搅拌至其完全溶解，再分次加入均苯四甲酸二酐以防结块，搅拌反应30~40min后，置于恒温水浴中，搅拌降解50~70min，然后用真空泵除去气泡，得到聚酰亚胺纺丝液，并导入纺丝机进行静电纺丝。以步骤（2）所得的表面活化的聚四氟乙烯微孔膜为基材，待喷丝口的纺丝液流出且稳定后，连接高压电源的正极与针头，调节参数后打开电源，开始纺丝，在微孔膜的上下两面形成纤维层，即得到用于锂电池的非织造材料隔膜。