[發明專利]一種無紡布鋰離子電池隔膜及其制備方法

在審

• 申請號: 202210024458.5
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114497884A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 魏真真;周亦歌;沈若萍;陳心陽;崔雨佳;趙燕
• 申請（專利權）人: 蘇州大學;江蘇工程職業技術學院
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/44;H01M50/489;H01M10/0525
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 王麗

1.一種無紡布鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于：以改性PET無紡布作為靜電紡接收基底，進行靜電紡絲制得納米纖維膜后，將改性PET無紡布與納米纖維膜進行復合輥壓制得無紡布鋰離子電池隔膜；

改性PET無紡布是采用浸漬溶液對PET無紡布進行浸漬處理得到；浸漬溶液為甘油丙氧酸三氰酸醚和十八胺的混合溶液；

靜電紡絲采用的紡絲液為聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶液。

2.根據權利要求1所述的一種無紡布鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

(1)在無水乙醇中加入甘油丙氧酸三氰酸醚和1-甲基咪唑，室溫下攪拌30～60min后加入十八胺，之后繼續攪拌12～24h，接著升溫至45～55℃并攪拌10～30min后冷卻至室溫，制成浸漬溶液；

(2)將PET無紡布完全浸漬于步驟(1)制成的浸漬溶液中，浸漬時間為50～60min，浸漬結束后在室溫下干燥5～10min，然后放置于145～155℃下固化1～1.5h，再在無水乙醇中漂洗3～5min，最后在145～155℃下干燥10～15min，得到改性PET無紡布；

(3)將聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶于N,N-二甲基甲酰胺中，制成聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶液；

(4)將步驟(2)得到的改性PET無紡布作為靜電紡接收基底并卷繞在收集輥筒上，采用步驟(3)得到的溶液作為紡絲液，進行靜電紡絲制得納米纖維膜；

(5)將步驟(4)制得的納米纖維膜與改性PET無紡布進行復合輥壓制得無紡布鋰離子電池隔膜。

3.根據權利要求2所述的一種無紡布鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于，步驟(1)中甘油丙氧酸三氰酸醚和十八胺的質量比為15～20:1，無水乙醇和1-甲基咪唑的體積比為500～1000:1，浸漬溶液中甘油丙氧酸三氰酸醚的含量為25～33wt％。

4.根據權利要求3所述的一種無紡布鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于，甘油丙氧酸三氰酸醚的環氧值為0.15～0.18。

5.根據權利要求2所述的一種無紡布鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于，步驟(2)中PET無紡布為熔噴PET無紡布，其厚度為140～200μm，克重為25～35g/m²。

6.根據權利要求2所述的一種無紡布鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于，步驟(3)中聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶液的質量分數為15～20％。

7.根據權利要求2所述的一種無紡布鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于，步驟(4)中靜電紡絲的工藝參數為：紡絲施加電壓13.5～15kV；紡絲溶液推進速度1～1.2mL/h；收集滾筒轉速200～300r/min；注射針頭到收集輥筒的距離14～16cm；紡絲環境相對濕度40～60％，溫度20～25℃。

8.根據權利要求2所述的一種無紡布鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于，步驟(5)中復合輥壓的工藝參數為：輥壓壓力4～6MPa，輥壓時間1～2min；

納米纖維膜的厚度為100～150μm；復合輥壓制得無紡布鋰離子電池隔膜的厚度為150～200μm。

9.采用如權利要求1～8任一項所述的方法制得的無紡布鋰離子電池隔膜，其特征在于：為由改性PET無紡布和納米纖維膜構成的雙層復合纖維膜；

復合纖維膜中改性PET無紡布的平均孔徑為24～26μm，納米纖維膜的平均孔徑為0.2～0.7μm。

10.根據權利要求9所述的無紡布鋰離子電池隔膜，其特征在于，無紡布鋰離子電池隔膜對LiPF₆電解液的浸潤時間在500ms以內，無紡布鋰離子電池隔膜的鋰離子遷移數為0.39～0.42。