[發明專利]一種芳綸鋰電池復合隔膜的制備方法

在審

• 申請號: 201810835751.3
• 申請日: 2018-07-26
• 公開（公告）號: CN109004155A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 梅銅簡;韋育鮮
• 申請（專利權）人: 江西省通瑞新能源科技發展有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;D01D1/02;D01D5/00;D04H1/4342;D04H1/728;D06M15/263;D06M101/36
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 徐蕊

本發明公開了一種芳綸鋰電池復合隔膜的制備方法，包括以下步驟：（1）常溫下將氯化鋰粉末加入到N，N?二甲基乙酰胺里，配成N，N?二甲基乙酰胺/氯化鋰混合溶劑；（2）將干燥好的PMIA加入到N，N?二甲基乙酰胺/氯化鋰混合溶劑中，配制濃度為15?25wt%的PMIA紡絲溶液，其中溶液中氯化鋰的濃度為1?3wt%；（3）將配制好的PMIA紡絲溶液進行靜電紡絲，處理液處理過的PET無紡布基材接收；（4）將紡絲完成后得到的纖維膜浸入40℃乙醇溶液靜置1?3min，干燥，機械輥壓得到PMIA/PET復合隔膜。本發明可以方便地調整電紡工藝參數，有效地改變膜的孔隙率、纖維直徑、孔徑、厚度等重要特性以適應應用中的實際需要，從而獲得高孔隙率、高吸液量的鋰離子電池隔膜。

技術領域

本發明涉及一種鋰電池復合隔膜的制備方法，屬于化工技術領域。

背景技術

目前鋰離子電池隔膜使用最多的是聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)微孔膜。由于這兩種聚烯烴類隔膜表面能較低，與電解液親和性差，組裝所得的電池中電解液/隔膜界面電阻較高，并最終影響電池性能，且由于聚烯烴材料熔點較低（聚乙烯約為140℃，聚丙烯約為160℃），高溫熱尺寸穩定性差，高溫電流遮斷性能差，導致在大電流，高功率動力電池充放電條件下，電池內部溫度會急劇升高，使得電池內部發生短路的情況，因此用作動力電池隔膜時會有安全隱患。靜電紡絲是近年來較受關注的膜成孔新技術。通過靜電紡絲技術，噴覆特殊的高分子聚合物形成納米纖維膜，這種紡絲技術可以制備出高孔隙率、高熱穩定性、親液性良好和纖維直徑分布比較均勻的納米纖維隔膜。

發明內容

為了克服現有鋰電池隔膜耐溫性較低、限制了鋰離子電池高倍率放電性能及循環性能的不足，本發明提供一種安全性良好、有利于改善鋰離子電池在極端條件下的使用，提高動力鋰離子電池的安全性的芳綸鋰電池復合隔膜的制備方法。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

一種芳綸鋰電池復合隔膜的制備方法，包括以下步驟：

（1）N，N-二甲基乙酰胺/氯化鋰混合溶劑的配制：在氮氣保護下，常溫下將氯化鋰粉末加入到N，N-二甲基乙酰胺里，用磁力攪拌器攪拌10min至完全溶解，配成N，N-二甲基乙酰胺/氯化鋰混合溶劑；

（2）PMIA紡絲溶液的配制：將干燥好的間位芳綸（PMIA）纖維加入到N，N-二甲基乙酰胺/氯化鋰混合溶劑中，用油浴鍋在80℃下加熱攪拌10h，直至PMIA纖維完全溶解，PMIA紡絲溶液即配制完成；配制PMIA濃度為15-25wt%的PMIA紡絲溶液，其中溶液中氯化鋰的濃度為1-3wt%；

（3）將配制好的PMIA 紡絲溶液進行靜電紡絲，處理液處理過的PET無紡布基材接收，所述靜電紡絲的條件為：溫度25-40℃，電壓20-40KV、正負電極間距10-20cm、溶液流速為0.8-6mL/h，接收裝置的轉速200-600rpm；

（4）將紡絲完成后得到的纖維膜浸入40℃乙醇溶液靜置1-3min，干燥，機械輥壓得到芳綸鋰電池復合隔膜:PMIA/PET復合隔膜。

進一步的，所述步驟（1）中，所述N，N-二甲基乙酰胺使用前經過4A分子篩干燥, 蒸餾精制。

進一步的，所述步驟（2）中，所述間位芳綸纖維（PMIA）使用前在120℃真空烘箱中干燥2h-4h。

進一步的，所述步驟（3）中，所述處理液為濃度0.5-1wt%的改性丙烯酸膠黏劑。

進一步的，所述步驟（4）中，將紡絲完成后并浸泡乙醇溶液得到的纖維膜進行分段升溫干燥，先升溫至80℃，保溫15min后, 再升溫至120℃, 保溫20min。