[發明專利]濕法無紡布成形電池電容器隔膜過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310047729.X
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103100264A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 呂凱
• 申請（專利權）人: 呂凱
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;H01G9/02;D21H27/08;D21H13/10;D21H21/18;D21H17/67;D21H17/68;D21H17/60;D21H17/35;D21H19/38;D21H19/40;D21H19/48;D21H19/44
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄒超賢

技術領域????

本發明屬于紡織和電化學技術領域，涉及一種濕法無紡布成形電池電容器隔膜過濾材料及其制備方法。????

背景技術

全植物纖維過濾材料主要依靠篩分原理對雜質進行過濾，即根據孔徑的大小決定過濾精度。這種材料的缺點是只能實現材料的表層過濾且不耐化學腐蝕，即雜質主要被材料表層攔截，而更小的雜質則基本上穿過過濾材料。在使用過程中，過濾材料表層孔隙很快就被雜質完全堵塞，材料深層的孔隙不能被充分利用。因此該類材料的過濾阻力較大、過濾效率較低、使用壽命較短。使得過濾精度、過濾效率、過濾阻力及使用壽命不能兼顧。

利用濕法造紙成形工藝制備的過濾與分離材料，因為采用的纖維直徑一般大于2～3μm，材料的孔徑一般大于lμm，因此未見過應用于過濾精度小于lμm的微孔過濾。電池隔膜材料特別是鋰電池隔膜的材料因為需要隔離正、負極，防止正負極微顆粒接觸造成短路，因此主要采用的也是多孔的聚合物薄膜(如PP、PP／PE／PP膜)。這種類型的隔膜存在對電解質親和性較差的缺點，影響電解液的吸收和鋰離子的順利通過。因此，使用這類隔膜時為了提高理離子電池的能量密度，要求隔膜厚度盡量薄；同時為提高離子通過率，需要孔盡量多，這樣就容易導致內部短路，影響鋰離子電池使用的安全性。

日本專利JP200403l084中公開了一種以聚酯或Teflon(特富龍)等樹脂涂敷在無紡布基材上制備鋰電池隔膜的方法。上述專利以直徑大于lμm的細纖維制備隔膜，不易控制孔徑，而通過涂敷樹脂降低孔徑，減少內部短路，存在工藝復雜，且不易均勻的缺點。美國專利ΜS2005／022Μ65中公開了一種采用聚酯無紡布作為基材，在無紡布基材表面涂布納米尺寸的氧化物顆粒以控制孔徑，并加入具有熱封作用的PE?WAX(聚乙烯蠟)等物質制備隔膜材料的方法，所制備的隔膜材料具有更好的耐混性能和熱封性能。美國專利ΜS2005／0255769中公開了一種用無紡布制備適用于高能鋰電池的隔膜材料的方法。這兩個專利所公開的隔膜材料的缺點是通過涂布方法制備的隔膜材料無機顆粒填料在多次循環充放電中容易發生脫落。

中國專利CN?2009lOl275lO.4一種濕法成形微孔過濾分離材料及其制備方法與應用。其采用可原纖化的纖維為聚對苯撐苯并噁唑(PB0)、芳香族聚酰胺(PPTA)、天絲(Lyoce)或聚丙烯脂(PAN)中的至少一種或多種混合。設置有熱壓成形、浸漬或涂布粘接樹脂。所述粘接樹脂可以是丙烯酸樹脂、聚氨酯、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚酪樹脂等。設定原纖化的纖維原料的加拿大游離度為750～30ml，更優選200～30ml。分散助劑為表面活性劑、水溶性高分子化合物、酸、或無機鹽中的一種或一種以上混合物。所述表面活性劑為季銨鹽、脂肪酸鹽類等，所述水溶性高分子為聚丙烯酸脂及其共聚物類、聚丙烯酰胺及其衍生物或聚氧化乙烯類等。原纖化的纖維原料與粘接纖維的絕干質量比是l00∶1～l0∶90；粘接纖維為直徑小于l0μm的熱塑性的單組分纖維、熱塑性的皮芯纖維，如聚烯烴纖維、皮芯聚烯烴纖維(ES纖維)，聚酯纖維，皮芯聚酯纖。無機物顆粒為Si0₂、A1₂0₃、Zr0₂、Ti0₂等氧化物。加入表面活性劑、水溶性高分子化合物、酸或無機鹽中的一種或一種以上混合物，具體為十二烷基苯磺酸鈉、聚丙烯酰胺(PAM)、聚氧化乙烯(PAE)、硅烷偶聯劑等。無機物顆粒的量為纖維原料總重量的0.05～50％。

綜上所述，現有技術存在的孔徑大小不均勻、隔膜的耐高溫耐腐蝕性差、不能控制過溫閉孔保護溫度、隔膜內阻高和制造成本高等問題。

發明內容??????

本發明的目的：針對現有技術存在的問題，采用濕法無紡布工藝,以合成纖維和植物纖維在水中分散得到漿料,?在配漿過程中或涂布膠液中添加無機粉末和/或有機粉末，制備電池電容器隔膜過濾材料。

本發明是這樣實現的：

一種濕法無紡布成形的電池電容器隔膜過濾材料，其特征在于：制備原料中各種纖維重量其百分比為植物纖維0.1～2.5%、合成纖維97.5～99.9%，無機粉末為纖維重量的45～1000%，有機粉末為纖維重量的0～5%，增強粘結劑為纖維重量的0.5～15%；

所述的無機粉末在漿內添加量為纖維重量的45～800%，在涂布膠液中添加無機粉末量為纖維重量的0～955%。

以上所述的植物纖維包括市售的木漿、棉漿、麻漿、草漿中的一種或兩種以上的混合漿粕。