[發明專利]一種基于PET無紡布的納米纖維膜的制備方法

無效

• 申請號: 201210572912.7
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103122555A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 黃水壽;董文昌;郭加義
• 申請（專利權）人: 浙江大東南集團有限公司
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/4382;D04H1/4358;H01M2/16;B82Y40/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

技術領域

本發明涉及一種納米纖維膜的制備方法，該納米纖維膜應用到鋰電池隔膜中。?

背景技術

鋰電池因能量密度高，循環壽命長、質量輕、體積小等特性，又具有安全、可靠且能快速充放電等優點，成為近年來新型電源技術研究的熱點。在鋰電池的結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。隔膜材料，被稱為電池的“第三電極”,在制造電池的材料中占有非常重要的地位。鋰離子電池隔膜是一種多孔的薄膜，阻隔正負極防止電池內部短路，但允許離子流快速通過從而在電化學充放電過程中鋰離子在正負極之間的快速傳輸。隨著動力電池的發展，對隔膜的要求也越來越高。無論在哪種電池中，隔膜的作用都非常重要。?

鋰離子電池需要采用隔膜來隔開正負極，防止電池內部短路，因而隔膜材料必須具備良好的電絕緣性，并在較寬的溫度和電壓范圍內能保持化學穩定性。隔膜材料主要是微孔的聚合物膜。對于實際能應用的多孔隔膜材料還需要滿足：(l)厚度較薄并盡可能均勻，以滿足鋰離子電池高能量、高功率和循環性能方面的要求；(2)適合的孔徑，隔膜的孔徑要滿足小于電極材料的粒子大小，一般認為，亞微米孔即能有效阻止電極材料的穿透；(3)?較高的孔隙率，孔隙率過低，孔隙中存在的液體電解質過少會影響電池的電化學性能；(4)一定的透氣性；(5)一定的機械強度，滿足鋰離子電池在裝配和使用過程中的需求等。?

無紡布型納米纖維隔膜具有孔隙率高、透氣性好和吸液率強，有?利于改善鋰離子電池高倍率放電性能及循環性能。無紡布型隔膜在鎳氫、鎳鎘電池隔膜中應用較為廣泛，近年來有越來越多的美國和日本專利報道其在鋰離子電池隔膜領域的應用，目前國內對于該領域的研究尚處于起步階段。?

發明內容

為了克服已有的鋰離子電池隔膜的加工復雜、加工效率較低、隔膜性能較差，不利于電池的大電流充放等缺點，本發明提供一種工藝簡單、生產成本低、加工效率較高、提升隔膜性能、有利于電池的大電流充放的基于PET無紡布的納米纖維膜的制備方法。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：?

一種基于PET無紡布的納米纖維膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：?

1）將TPU溶解在酰胺類有機溶劑中，其中TPU的質量體積比濃度10-30%，以所述強極性有機溶劑的體積為100%，所述質量體積比單位為g/ml，攪拌均勻形成的TPU溶液，測定所述TPU溶液的粘度在400~1000mPa.S之間；?

2）將無紡布固定在接收裝置上，所述無紡布為PET無紡布；?

3）將配制好的TPU溶液靜電紡絲，所述溶液到達無紡布時形成纖維膜，所述靜電紡絲的條件為：電壓10~30KV、正負電極間距10~25cm、溶液流速為0.62~6mL/h，接收裝置的轉速200~500rpm，紡絲時間為50-120min；?

4）將紡絲完成后得到的纖維膜進行后處理：?

先80℃-100℃真空干燥12-14h，然后將膜放入鼓風干燥箱120℃-160℃加熱1-2h或100℃-120℃熱壓1-2h；?

去掉所述纖維膜中殘留的溶劑后，制得用于鋰離子電池隔膜的納米纖維膜。?

進一步，所述步驟1）中，所述的TPU為聚酯型的聚氨酯。?

優選的，所述步驟1）中，溶解后加入直徑100-200?nm疏水型納米TiO₂陶瓷粒子，以強極性有機溶劑體積為100%，加入陶瓷粒子的質量體積百分數為0.1~10%，所述質量體積比單位為g/ml。?

所述步驟1）中，溶解后滴加鈦酸正丁酯，以酰胺類有機溶劑體積為100%，滴加鈦酸正丁酯的質量體積百分數為0.1~10%，所述質量體積比單位為g/ml。?

更進一步，所述步驟1）中，再加入非離子表面活性劑，所述非離子表面活性劑為Triton-100，以酰胺類有機溶劑體積為100%，所述非離子表面活性劑的質量體積百分數為0.05~0.1%，所述質量體積比單位為g/ml。?

所述酰胺類有機溶劑是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和丙酮的混合溶劑，所述混合溶劑中兩者體積比為2:8-8:2。?

再進一步，在滴加鈦酸正丁酯之前首先加入氨水，以酰胺類有機溶劑體積為100%，所述氨水的質量體積百分數為0.05~0.2%，所述質量體積比單位為g/ml。?

所述步驟1）中，溫度維持在60℃-85℃，攪拌下使溶液均勻透明。?

所述步驟1）中，在整個過程中要通入氮氣。??