[發明專利]一種用靜電紡絲纖維噴涂聚烯烴微孔膜制備復合鋰電池隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 201710447448.1
• 申請日: 2017-06-15
• 公開（公告）號: CN107275554A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 阮詩倫;龔文正;王新宇;李征;谷俊峰;宋貝貝
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;D01D5/00;D04H1/4326;D04H1/728
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 李曉亮,潘迅

1.一種用靜電紡絲纖維噴涂聚烯烴微孔膜制備的復合鋰電池隔膜，其特征在于，所述的復合鋰電池隔膜是一種在聚烯烴隔膜表面涂布靜電紡絲纖維制得的三層復合膜，該復合鋰電池隔膜的厚度為30-100μm，孔隙率為45％-75％；三層復合膜的中間層由聚烯烴微孔隔膜構成，外層為采用靜電紡絲技術制備的靜電紡絲聚芳醚砜酮PPESK納米纖維膜構成。

2.根據權利要求1所述的一種用靜電紡絲纖維噴涂聚烯烴微孔膜制備復合鋰電池隔膜，其特征在于，所述的聚烯烴微孔隔膜為聚乙烯PE或聚丙烯PP鋰電池隔膜。

3.根據權利要求1或2所述的一種用靜電紡絲纖維噴涂聚烯烴微孔膜制備復合鋰電池隔膜，其特征在于，聚芳醚砜酮PPESK中，S代表砜基，K代表羰基，S/K比例可調。

4.權利要求1至3任一所述的復合鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于以下步驟：

第一步：將聚芳醚砜酮樹脂溶解在有機溶劑中，其中，聚芳醚砜酮溶液濃度為10-25wt％，20-80℃下攪拌形成均一穩定的紡絲溶液，保存在密封玻璃瓶中，待用；

第二步：采用醫用注射器抽取2-10ml的聚芳醚砜酮紡絲溶液，將注射器安放在靜電紡絲機的推進器上，采用平口不銹鋼針頭與注射器相連作為紡絲針頭，并將不銹鋼針頭與高壓電源的正極相連；將裁剪后的聚烯烴隔膜粘貼在與高壓電源負極相連的接收極板上，用于在聚烯烴隔膜表面噴涂聚芳醚砜酮納米纖維；紡絲針頭與接收極板間的距離設置為10-25cm；

第三步：實驗前，設置靜電紡絲機的溫度和濕度，待溫度和濕度達到預定值并穩定后，開始進行實驗；將靜電紡絲電壓設置為8-25kV，聚芳醚砜酮溶液注射速度設置為0.02-0.2mm/min，進行紡絲1-6h，紡絲過程中，聚合物溶液形成的射流在高壓電場的作用下極化、拉伸，經溶劑揮發、固化形成聚合物納米纖維，無規取向的PPESK納米纖維在聚烯烴隔膜表面上連續堆疊形成多層復合膜；

第四步：連續紡絲結束后，從接收極板上取下聚烯烴隔膜，并將隔膜調轉正反面粘貼在接收極板上，重復第三步的紡絲過程，使得靜電紡PPESK纖維均勻的噴涂在聚烯烴隔膜的兩面；

第五步，將聚烯烴隔膜從接收極板上取下，放置于真空烘箱中干燥處理后得到聚烯烴/聚芳醚砜酮三層復合鋰電池隔膜。

5.根據權利要求4所述的復合鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于，第一步中所述的有機溶劑為N,N二甲基乙酰胺、N,N二甲基甲酰胺、N-甲基-吡咯烷酮、四氫呋喃中的一種或兩種以上混合溶劑。

6.根據權利要求4或5所述的復合鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于，第三步中設置的靜電紡絲機的溫度為20-50℃，濕度設置為20％-50％。

7.根據權利要求4或5所述的復合鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于，第五步中所述的干燥溫度為40-80℃，干燥時間為12-24h。

8.根據權利要求6所述的復合鋰電池隔膜的制備方法，其特征在于，第五步中所述的干燥溫度為40-80℃，干燥時間為12-24h。