[發(fā)明專利]二氧化硅復合隔膜的制備方法

無效

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• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN103633268A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設計）人: 周明杰;王要兵;袁新生;鐘輝
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司;深圳市海洋王照明工程有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16
• 代理公司: 廣州華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何平;劉誠

技術領域

本發(fā)明涉及化學電源復合隔膜，特別是涉及二氧化硅復合隔膜的制備方法。

背景技術

隔膜在電池材料中主要的功能為隔絕正負極，以防止電池自我放電及兩極短路等問題。主要材質(zhì)使用多孔質(zhì)的高分子膜，包括聚乙烯（polyethylene，PE）隔膜或聚丙烯（Polypropylene，PP）隔膜。隨著技術的進步，出現(xiàn)了新一代環(huán)保材料無紡布，無紡布因其具有柔韌、質(zhì)輕、容易分解、無毒無刺激性、價格低廉、可循環(huán)再用等特點，目前在電池材料-隔膜中得到了廣泛的應用，尤其是聚對苯二甲酸乙二醇酯（polyethylene?terephthalate，PET）無紡布隔膜。

隨著電池材料的發(fā)展，出現(xiàn)了動力鋰離子電池，動力鋰電池由正極、負極、電解液和隔膜等構(gòu)成。目前常用的鋰電池的電池隔膜材料為PP隔膜、PE隔膜、和依次層疊的PP、PE、PP復合隔膜。但這些隔膜在溫度高到一定程度時會出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，影響了電池的安全性。針對這個問題，通過對常規(guī)隔膜的改良，逐步出現(xiàn)涂覆氧化硅復合隔膜，其一般是以粉體的形式黏附在隔膜上。上述方法雖然起到一定的效果，但是其工藝比較復雜。另一種方法是通過熱壓的形式直接將粉體壓到隔膜上面，雖然耐受溫度較高，但是容易掉粉，引起隔膜的性能發(fā)生變化。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，提供一種制備工藝簡單且獲得的隔膜性能較為穩(wěn)定的二氧化硅復合隔膜制備方法。

一種二氧化硅復合隔膜的制備方法，包括：

將基材浸泡在有機溶劑中進行超聲處理；

將經(jīng)過超聲處理的基材用表面活性劑進行預處理；

將經(jīng)過預處理的基材浸泡在硅酸鈉(Na₂SiO₃)溶液中；

將經(jīng)過硅酸鈉溶液浸泡后的基材取出，然后置于氯化氫氣氛中進行反應；及

清洗反應后的基材，經(jīng)干燥得到二氧化硅復合隔膜。

在其中一種實施方式中，所述基材為聚乙烯（PP）隔膜、聚丙烯(PE)隔膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)無紡布隔膜或依次層疊的聚乙烯（PP）、聚丙烯(PE)、聚乙烯（PP）復合隔膜。

在其中一種實施方式中，所述將基材浸泡在有機溶劑的步驟為：將所述基材先浸泡在乙醇，然后浸泡在丙酮中。

在其中一種實施方式中，所述超聲處理的步驟為：將所述基材先浸泡在乙醇，超聲10分鐘~30分鐘，然后浸泡在丙酮中，超聲10分鐘~30分鐘。

在其中一種實施方式中，所述表面活性劑為十二烷基磺酸、聚乙二醇或氟碳烷。

在其中一種實施方式中，所述預處理為將基材置于所述表面活性劑中浸泡5分鐘~20分鐘。

在其中一種實施方式中，所述硅酸鈉溶液的濃度為0.1mol/L~3.0mol/L，所述基材浸泡在所述硅酸鈉溶液中的時間為1分鐘~10分鐘。

在其中一種實施方式中，所述氯化氫氣氛中氯化氫的體積含量為10％~100％；所述基材在所述氯化氫氣氛的反應時間為10分鐘~30分鐘。

在其中一種實施方式中，先后使用乙醇和去離子水清洗所述反應后的基材。

在其中一種實施方式中，所述干燥為將基材置于真空干燥箱中干燥至恒重。

根據(jù)上述的二氧化硅復合隔膜的制備方法，利用一步合成技術，直接把經(jīng)預處理的基材浸沒在硅酸鈉溶液中，這樣基材表面就附著硅酸鈉，然后把基材置于氯化氫氣氛中進行反應，最后在隔膜上生成二氧化硅。本技術不使用粘結(jié)劑就可實現(xiàn)二氧化硅與隔膜的結(jié)合，得到二氧化硅復合隔膜。整個制備過程簡單易操作，原料便宜，成本低，且獲得的隔膜不會出現(xiàn)掉粉現(xiàn)象，進而保持良好的穩(wěn)定性，適用于工業(yè)批量生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為一實施方式的二氧化硅復合隔膜的制備方法的流程圖；

圖2為實施例1的PP隔膜的掃描電鏡圖；

圖3為實施例1制備的二氧化硅復合PP隔膜的掃描電鏡圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施方式及附圖，對二氧化硅復合隔膜的制備方法作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，一實施方式的二氧化硅復合隔膜的制備方法包括以下步驟：

S101，將基材浸泡在有機溶劑中進行超聲處理。