[發明專利]一種新能源電池復合纖維隔膜的制備工藝

有效

• 申請號: 201711059607.7
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107845759B
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 闞宏旭;邊世語;黃葉明;王少黎
• 申請（專利權）人: 安徽安凱汽車股份有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/44;H01M50/446
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發明公開了一種新能源電池復合纖維隔膜的制備工藝，具體制備過程如下：稱取一定量的聚氯乙烯和聚偏氟乙烯于反應容器中，加入混合溶劑，在攪拌溶解后再加入一定量的磁性納米介孔二氧化硅材料，得到紡絲溶液；將紡絲溶液裝入注射器中，注射器針頭與高壓電源相連，調節電源電壓，使紡絲溶液從注射器針頭穩定噴射到鋁箔接收裝置上，在接收裝置的鋁箔紙表面形成一定厚度的纖維薄膜，然后將粘附有纖維薄膜的鋁箔紙放置于60?80℃的真空干燥箱中干燥8?15h，得到復合纖維隔膜。本發明是通過靜電紡絲法將磁性納米介孔二氧化硅、聚氯乙烯和聚偏氟乙烯紡絲制備而成，制備的隔膜具有較高的疏水性和耐腐蝕性，同時聚氯乙烯的加入提高了纖維膜的離子電導率。

技術領域

本發明屬于新能源客車領域，涉及一種新能源電池復合纖維隔膜的制備工藝。

背景技術

鋰電池作為新能源電池具有能量密度高、工作電壓高、使用壽命長機綠色環保等優點，新能源純電動公交車的逐漸普及，為鋰電池提供了廣闊的發展空間，鋰電池主要由電極、隔膜、電解質和集流板組成，隔膜用于分隔氧化劑和還原劑并起到離子傳導的作用，隔膜一般分為兩類，一類是絕緣材料制備的多孔膜如石棉膜、碳化硅膜，另一類是離子交換膜，隔膜由于長時間浸泡在堿液中，容易造成隔膜的腐蝕，進而減小鋰電池的使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新能源電池復合纖維隔膜的制備工藝，該隔膜是通過靜電紡絲法將磁性納米介孔二氧化硅、聚氯乙烯和聚偏氟乙烯紡絲制備而成，制備的隔膜具有較高的疏水性和耐腐蝕性，同時聚氯乙烯的加入提高了纖維膜的離子電導率。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種新能源電池復合纖維隔膜的制備工藝，復合纖維隔膜是通過靜電紡絲法進行制備，具體制備過程如下：

(1)稱取一定量的聚氯乙烯和聚偏氟乙烯于反應容器中，然后向反應容器中加入混合溶劑，在30-50℃下攪拌直至聚氯乙烯和聚偏氟乙烯完全溶解，然后再持續攪拌7-13h，得到預紡絲溶液；

(2)向預紡絲溶液中加入一定量的磁性納米介孔二氧化硅材料，常溫劇烈攪拌混合8h，得到紡絲溶液；

(3)將紡絲溶液裝入注射器中，注射器針頭與高壓電源相連，調節電源電壓，使紡絲溶液從注射器針頭穩定噴射到鋁箔接收裝置上，在接收裝置的鋁箔紙表面形成一定厚度的纖維薄膜，然后將粘附有纖維薄膜的鋁箔紙放置于60-80℃的真空干燥箱中干燥8-15h，得到復合纖維隔膜。

所述步驟1中聚氯乙烯和聚偏氟乙烯的質量比為1:3.5-6.8；

所述步驟1中混合溶劑為四氫呋喃和N-N二甲基甲酰胺以質量比為1:2-5.5的比例混合制備；

所述磁性納米介孔二氧化硅與聚偏氟乙烯的質量比為1:50-130；

所述磁性納米介孔二氧化硅的制備過程如下：

(1)取物質的量之比為1:1.1-1.3的FeCl₃·6H₂O和FeCl₂·4H₂O加入反應容器中，加水攪拌溶解，溶解過程中向容器中通入氮氣，然后在氮氣保護下向容器中逐滴加入濃氨水，直到出現黑色絮狀沉淀，通過磁性分離得到磁性納米材料，其中濃氨水與FeCl₃·6H₂O的物質的量制備為1:6-9；

(2)將一定量的P123溶解到20％的HCl溶液中，然后向其中加入步驟1制備的磁性納米材料，攪拌混合均勻后，再加入正硅酸乙酯，攪拌混合4-6h后加入偶聯劑，40℃下攪拌反應20-30h，冷卻后轉入反應釜中在100-120℃下老化反應20-30h，得到磁性納米介孔二氧化硅；

所述偶聯劑為十三氟辛基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三甲氧基硅烷、十七氟癸基三乙氧基硅烷和十七氟癸基三甲氧基硅烷中的一種；