一种无纺布锂离子电池隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池隔膜与生物质材料交叉领域，具体公开了一种无纺布锂离子电池隔膜及其制备方法。所述制备方法为：将适量的可溶性纤维素衍生物溶于去离子水，取配好的溶液注入喷丝器，在适宜条件下喷丝成膜，将无纺布膜真空干燥后浸入配好的聚乙烯醇溶液中，一段时间后取出真空干燥，即得无纺布锂离子电池隔膜。所制备的锂离子电池隔膜可降解，隔膜的孔隙率大于60％，离子导电率大于1.0mS cm

Non woven fabric lithium ion battery separator and preparation method thereof

The invention belongs to the cross field of lithium ion battery separator and biomass material, and discloses a non-woven fabric lithium ion battery separator and a preparation method thereof. The preparation method is as follows: the amount of soluble cellulose derivatives were dissolved in deionized water, with a good solution injected into the spinneret, the film under suitable conditions of spinneret, the PVA nonwoven membrane after vacuum drying immersion with a good, after a period of time that is removed from the vacuum drying, non-woven lithium ion battery separator. The lithium ion battery separator biodegradable, the porosity of the diaphragm is greater than 60%, the ionic conductivity is greater than 1.0mS cm

【技术实现步骤摘要】
一种无纺布锂离子电池隔膜及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池隔膜与生物质材料交叉领域，具体涉及一种无纺布锂离子电池隔膜及其制备方法。
技术介绍
随着便携电子设备、可穿戴设备、电动汽车、储能设备的迅猛发展，对电池的性能要求越来越高。而锂离子电池因其具有高能量密度、高工作电压、循环寿命长、自放电小和无记忆效应等诸多优点而广泛使用。隔膜作为锂离子电池的关键组成部分，很大程度上决定了锂离子电池的性能。传统的商业化的聚烯烃隔膜，如聚丙烯膜、聚乙烯膜，虽然有一些良好的特性，但是其缺点也很明显，来源于石油基原料，不可再生，不可降解，不符合环境友好、持续发展的大趋势。生物质原料，特别是纤维素原料，储量丰富，可再生，可降解，容易获得，价格合适，是代替石油基原料的最佳选择。强力纺丝技术是利用高速旋转的离心力代替静电纺丝的高压静电力，可以纺织导电和不导电的聚合物溶液和聚合物熔融物。该方法制备的纤维直径在纳米级别。通过改变纺丝原料可以制备性能优异的锂离子电池隔膜。普通的纤维素锂离子电池隔膜由于缺少一定的热闭孔性，使其不适于某些高安全要求的场景。为此需要进一步处理使其获得热闭孔性。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法。本专利技术以可溶性纤维素衍生物为原料，用强力纺丝法制备隔膜，在通过浸渍涂布获得复合隔膜。所述制备方法简单高效，所得隔膜性能优异，绿色环保。本专利技术的另一目的在于提供一种由上述制备方法制得的无纺布锂离子电池隔膜。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下操作步骤：(1)纺丝：将适量可溶性纤维素衍生物的水溶液注入喷丝器，在适宜条件下喷丝成膜；(2)浸渍：将无纺布膜真空干燥后浸入聚乙烯醇溶液中，一段时间后取出真空干燥，即可获得所需隔膜。所述可溶性纤维素衍生物包括甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素等中的一种或多种。所述喷丝成膜转速为8000-16000转/分钟。所述聚乙烯醇溶液质量分数为8-12％。所述浸入聚乙烯醇溶液的浸渍时间为20-40min。一种由上述制备方法获得的无纺布锂离子电池隔膜，所述的隔膜可降解，隔膜的孔隙率大于60％，离子导电率大于1.0mScm-1，闭孔温度为125-165℃。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：与传统的锂离子电池隔膜及其制备方法相比，本专利技术制备的隔膜具有较好的离子导电性且绿色环保可降解，其通过聚乙烯醇的加入使得所制备的隔膜具有一般纤维素类隔膜没有的热闭孔性，提高隔膜的安全性，且制备过程简单可控。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例中电池隔膜检测方法均为锂电隔膜通行检测方法。实施例1将2g羧甲基纤维素溶解400ml去离子水中，搅拌10h后注入喷丝器，喷丝器转速为10000转/分钟；将获得的羧甲基纤维素无纺布隔膜在80℃真空干燥24h后，浸入8wt％的聚乙烯醇溶液中浸渍30min，取出覆有聚乙烯醇的无纺布隔膜置于60℃真空干燥24h，获得锂离子电池隔膜。所制备的锂离子电池隔膜，孔隙率61％，离子导电率为1.7mScm-1，闭孔温度144℃。实施例2将2g羧甲基纤维素溶解400ml去离子水中，搅拌10h后注入喷丝器，喷丝器转速为12000转/分钟；将获得的羧甲基纤维素无纺布隔膜在80℃真空干燥24h后，浸入8wt％的聚乙烯醇溶液中浸渍30min，取出覆有聚乙烯醇的无纺布隔膜置于60℃真空干燥24h，获得锂离子电池隔膜。所制备的锂离子电池隔膜，孔隙率67％，离子导电率为1.9mScm-1，闭孔温度148℃。实施例3将2g羧甲基纤维素溶解400ml去离子水中，搅拌10h后注入喷丝器，喷丝器转速为14000转/分钟；将获得的羧甲基纤维素无纺布隔膜在80℃真空干燥24h后，浸入8wt％的聚乙烯醇溶液中浸渍30min，取出覆有聚乙烯醇的无纺布隔膜置于60℃真空干燥24h，获得锂离子电池隔膜。所制备的锂离子电池隔膜，孔隙率65％，离子导电率为1.8mScm-1，闭孔温度153℃。实施例4将2g羧甲基纤维素溶解400ml去离子水中，搅拌10h后注入喷丝器，喷丝器转速为12000转/分钟；将获得的羧甲基纤维素无纺布隔膜在80℃真空干燥24h后，浸入10wt％的聚乙烯醇溶液中浸渍30min，取出覆有聚乙烯醇的无纺布隔膜置于60℃真空干燥24h，获得锂离子电池隔膜。所制备的锂离子电池隔膜，孔隙率63％，离子导电率为1.6mScm-1，闭孔温度145℃。实施例5将2g羧甲基纤维素溶解400ml去离子水中，搅拌10h后注入喷丝器，喷丝器转速为12000转/分钟；将获得的羧甲基纤维素无纺布隔膜在80℃真空干燥24h后，浸入12wt％的聚乙烯醇溶液中浸渍30min，取出覆有聚乙烯醇的无纺布隔膜置于60℃真空干燥24h，获得锂离子电池隔膜。所制备的锂离子电池隔膜，孔隙率59％，离子导电率为1.3mScm-1，闭孔温度138℃。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将适量的可溶性纤维素衍生物的水溶液注入喷丝器，在适宜条件下喷丝成膜；将制得的无纺布膜真空干燥后浸入聚乙烯醇溶液中，一段时间后取出真空干燥，即可获得所需隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将适量的可溶性纤维素衍生物的水溶液注入喷丝器，在适宜条件下喷丝成膜；将制得的无纺布膜真空干燥后浸入聚乙烯醇溶液中，一段时间后取出真空干燥，即可获得所需隔膜。2.根据权利要求1所述的一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述可溶性纤维素衍生物包括甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素或羟乙基纤维素中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种无纺布锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述喷丝成...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仁党，盛杰，周晓明，王溦，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44