[發明專利]一種耐高溫阻燃電池隔膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011171254.1
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112397849B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 張以河;李益;王琦;王珂
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: H01M50/44
• 分類號: H01M50/44;H01M50/446;H01M50/431;H01M50/411;H01M50/403;H01M10/0525;H01M10/054;D01D5/00;D04H1/4382;D04H1/728
• 代理公司: 北京興智翔達知識產權代理有限公司 11768
• 代理人: 郭衛芹

1.一種耐高溫阻燃電池隔膜，其特征在于，由納米纖維素纖維和玄武巖纖維組成；所述納米纖維素纖維的質量分數為99％～60％，玄武巖纖維質量分數為1％～40％；

所述耐高溫阻燃鋰電池隔膜由納米纖維素纖維和玄武巖纖維通過靜電紡絲制得；

所述耐高溫阻燃鋰電池隔膜的厚度為5～50μm，孔隙率為30～60％，孔徑分布0.01～0.3μm；

所述耐高溫阻燃鋰電池隔膜的電池性能：在1C電流下，電池經過100個完整的充放電循環后容量保持率至少為98％；

所述納米纖維素纖維的直徑為2～500nm，長徑比為15～100；

所述玄武巖纖維的直徑為3～25μm，長度為20～100μm。

2.根據權利要求1所述的耐高溫阻燃電池隔膜，其特征在于，所述納米纖維素纖維中纖維素為天然纖維素或纖維素衍生物。

3.根據權利要求2所述的耐高溫阻燃電池隔膜，其特征在于，所述天然纖維素為棉花、木漿、竹漿、亞麻、秸稈其中的一種或多種；

所述纖維素衍生物為纖維素硝酸酯、纖維素乙酸酯、甲基纖維素、乙基纖維素、纖維素乙酸丁酸脂、羥丙基纖維素、羧甲基纖維素中的一種或多種。

4.權利要求1至3中任一項所述的耐高溫阻燃電池隔膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將所述納米纖維素纖維溶于離子液體中，在80～160℃下進行水解得到納米纖維素纖維懸浮液；

(2)將所述玄武巖纖維溶于有機溶劑中，加入硅烷偶聯劑，攪拌均勻得到玄武巖纖維漿料；

(3)按比例將所述納米纖維素纖維懸浮液和玄武巖纖維漿料混合得到混合液，脫泡后靜電紡絲成膜，干燥，即得。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述硅烷偶聯劑為KH550和/或KH560，有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，靜電紡絲的具體工藝為：電壓為10-40kV，接受距離為8-25cm，流量為0.1-15ml/h，紡絲溫度為50-70℃，接受滾筒轉速為5-30m/h。

8.權利要求1至3中任一項所述的耐高溫阻燃電池隔膜或權利要求4至7中任一項所述的制備方法在鋰離子電池、鈉離子電池和鉀離子電池制備中的應用。