[發(fā)明專(zhuān)利]一種輻照改性鋰離子電池隔膜的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910088111.5
• 申請(qǐng)日: 2019-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109659473B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄒偉權(quán);萬(wàn)利秀;辜英杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州華大生物科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M2/14
• 分類(lèi)號(hào): H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州勝沃園專(zhuān)利代理有限公司 44416
• 代理人: 張帥

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輻照改性鋰離子電池隔膜的方法。所述輻照改性鋰離子電池隔膜的方法，包括以下步驟：將聚烯烴薄膜浸泡在非離子型聚丙烯酰胺水溶液中，使聚丙烯酰胺水溶液充滿微孔膜的孔道后取出，采用乙醇清洗，熱風(fēng)干燥，在膜表面滴加接枝溶液，紫外光輻照接枝，接枝完成后采用蒸餾水萃取6～10h，熱風(fēng)干燥，制得輻照改性鋰離子電池隔膜。本發(fā)明制備的鋰離子電池隔膜不僅增加了對(duì)電解液的浸潤(rùn)性，同時(shí)能夠保證微孔膜具有較高的孔隙率和透過(guò)率，能夠滿足市場(chǎng)發(fā)展對(duì)鋰離子電池隔膜的要求，適合推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輻照改性鋰離子電池隔膜的方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池由于其體積小、容量大、使用方便、可重復(fù)多次利用等優(yōu)點(diǎn)廣泛使用于筆記本電腦、手機(jī)、多媒體娛樂(lè)設(shè)備等便攜式電子產(chǎn)品中。而隔膜材料作為電池的重要組成部分，隔絕正負(fù)電極防止電池短路，同時(shí)又允許導(dǎo)電離子的通過(guò)，被稱(chēng)為電池的“第三極”。聚烯烴薄膜(PE膜)由于具有良好的電化學(xué)性能和力學(xué)性能，常被用來(lái)作為鋰離子電池隔膜，但聚烯烴是非極性材料，而電解液通常以碳酸二甲酯(DMC)和碳酸乙烯酯(EC)等極性物質(zhì)為溶劑，導(dǎo)致隔膜與電解液的相容性不好，電解液對(duì)隔膜的潤(rùn)濕性以及隔膜對(duì)電解液的保液性較差，影響了電池的充放電性能和循環(huán)性能。因此，通過(guò)對(duì)聚烯烴薄膜進(jìn)行改性從而提高對(duì)電解液溶液的親和性能是非常必要的。

表面涂覆是一種簡(jiǎn)便有效的改性方法，該方法主要是通過(guò)涂覆或沉積一層薄的功能層到膜的表面而實(shí)現(xiàn)膜改性的方法，研究發(fā)現(xiàn)把丙烯腈與甲基丙烯酸甲醋的共聚物涂覆到商品隔膜的表面，有效提高了隔膜與電解液的親和性，而隨著涂覆層厚度的增加，電池的放電容量及循環(huán)性能都有所提高。雖然致密涂覆改性層能夠在一定程度下起到改性作用，但是仍然存在一些問(wèn)題，例如涂覆改性層吸收電解液后會(huì)形成凝膠層，凝膠層的離子電導(dǎo)率明顯低于液體電解液，所以當(dāng)涂覆量過(guò)大時(shí)，反而會(huì)造成改性隔膜達(dá)吸液平衡的時(shí)間延長(zhǎng)，電導(dǎo)率下降，但是若涂覆層與隔膜間弱的相互作用，增加了鏗離子在此界面遷移的阻力，也不利于電導(dǎo)率的提高，這些都會(huì)影響電池的充放電性能。

針對(duì)以上問(wèn)題，目前采用輻照處理可以提高涂覆層與隔膜的相互作用。例如，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN104882581A公開(kāi)了一種隔膜，該隔膜是將PE微孔膜基材浸泡在乙烯基的硅氧烷溶液體系中，通過(guò)γ射線輻照后產(chǎn)生接枝反應(yīng)而制得，該方法制備的隔膜，具有吸液、保液能力強(qiáng)、熱收縮率低、安全性高等特點(diǎn)，但是由于γ射線穿透能力強(qiáng)，加上將隔膜浸泡在單體溶液中，單體溶液會(huì)堵塞聚烯烴薄膜內(nèi)部的孔道，接枝后極易改變膜的孔結(jié)構(gòu)，使其空隙率和透氣率下降，內(nèi)阻增大，導(dǎo)致鋰離子電池的循環(huán)性能和充放電效率降低。

因此，需要提供一種價(jià)格低廉，操作簡(jiǎn)便的對(duì)隔膜進(jìn)行改性的方法，不僅可以提高電解液對(duì)隔膜的浸潤(rùn)性，同時(shí)能夠保證隔膜具有較高的孔隙率和透過(guò)率，從而提高鋰離子電池的使用性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種輻照改性鋰離子電池隔膜的方法，該方法操作簡(jiǎn)便，得到的隔膜不僅增加了對(duì)電解液的浸潤(rùn)性，同時(shí)能夠保證隔膜具有較高的孔隙率和透過(guò)率，提高了鋰離子電池的使用性能，能夠滿足市場(chǎng)發(fā)展對(duì)鋰離子電池隔膜的要求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種輻照改性鋰離子電池隔膜的方法，包括以下步驟：

S1、將聚烯烴薄膜剪成長(zhǎng)條用丙酮超聲洗滌15～25min以除去表面吸附的雜質(zhì)，50℃下真空干燥10～14h，得到預(yù)處理的聚烯烴薄膜；

S2、將所述步驟S1中的預(yù)處理的聚烯烴薄膜浸泡在非離子型聚丙烯酰胺水溶液中，使聚丙烯酰胺水溶液充滿微孔膜的孔道后取出，得到浸泡后的聚烯烴薄膜，將浸泡后的聚烯烴薄膜采用乙醇清洗，熱風(fēng)干燥，得到孔道被聚丙烯酰胺水溶液填充保護(hù)的微孔膜；

S3、配制接枝溶液，用N₂鼓吹8～12min，以除去溶液里面的溶解氧；