一种功能化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，具体公开了一种功能化锂离子电池隔膜及其制备方法。所述制备方法为：取适量纳米纤维素抽滤抄造成纸张，用去离子水洗涤热压干燥后置于水溶性壳聚糖溶液中浸渍一段时间，用去离子水洗涤后进行热压处理除去大部分水分后，最后真空干燥获得所述功能化锂离子电池隔膜。本发明专利技术制备的隔膜原料均为天然绿色可降解材料，隔膜具有吸附锂离子电池循环充放电过程中产生的重金属离子和稳定HF的作用。

A functional lithium ion battery separator and its preparation method

The invention belongs to the cross field of lithium ion battery separator and biomass material, and specifically discloses a functional lithium ion battery separator and a preparation method thereof. The preparation method is: take the amount of nano cellulose filter paper making, washing with deionized water after drying in hot water soluble chitosan impregnation solution for a period of time, were washed with deionized water after autoclave treatment to remove most of the water and finally get the diaphragm vacuum drying function of lithium ion battery. The membrane raw materials prepared by the invention are all natural green degradable materials, and the diaphragm has the function of adsorbing heavy metal ions generated in the process of cyclic charge and discharge of lithium ion batteries and stabilizing HF.

【技术实现步骤摘要】
一种功能化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，具体涉及一种功能化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。传统隔膜主要有两方面的作用。一是在安全方面，其提供正负电极之间的物理阻隔，防止短路，以保证电池安全工作；另一方面，隔膜作为充放电时离子转移的通道，保证电池正常工作。但是，随着对性能的不断追求，作为关键组成部分的隔膜应该发挥更大的作用，被赋予新的功能。锂离子电池在循环充放电过程中，往往会因为副产物的产生导致容量的损失，如从锂锰氧化电极析出的Mn2+，水与锂盐产生的HF。
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功能化锂离子电池隔膜的制备方法。专利技术以纳米纤维素和水溶性壳聚糖为原料，利用简单的抽滤法制备，过程简单，所得隔膜性能优良，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功能化锂离子电池隔膜。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种功能化锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：取适量纳米纤维素抽滤抄造成纸张，用水洗涤，干燥后置于水溶性壳聚糖溶液中浸渍一段时间，用水洗涤后进行热压处理除去大部分水分后，最后真空干燥获得所述功能化锂离子电池隔膜。优选的，上述制备过程中所用的水均为去离子水。优选的，所述水溶性壳聚糖溶液中的水溶性壳聚糖分子量为8600-50000，水溶性壳聚糖溶液浓度为0.05-0.5wt％，浸渍时间不少于30min。一种由上述制备方法获得的功能化锂离子电池隔膜，隔膜原料均为天然绿色可降解材料，隔膜具有吸附锂离子电池循环充放电过程中产生的重金属离子和稳定HF的作用。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相比，本专利技术制备的隔膜由于水溶性壳聚糖的加入不仅拥有对痕量重金属离子的吸附功能，而且拥有对痕量HF的稳定作用，能改善锂离子电池的循环性能，此外，纤维素和壳聚糖均为天然绿色材料，且制备过程简单环保。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1取1g纳米纤维素均匀分散在100g去离子水中，通过抽滤法抄造成湿纸张后用去离子水洗涤3次，热压干燥后置于水溶性壳聚糖溶液中浸渍30min，水溶性壳聚糖分子量8600，浓度为0.05wt％；浸渍完成后用去离子水洗涤3次，然后经过10MPa、95℃、10min热压后，置于80℃真空干燥箱6h，获得所述功能化锂离子电池隔膜。所制备的功能化锂离子电池隔膜经电化学工作站检测，0.2C常温循环100次后容量保持率为97.5％，相同条件下未加入水溶性壳聚糖的隔膜容量保持率为91.1％。实施例2取1g纳米纤维素均匀分散在100g去离子水中，通过抽滤法抄造成湿纸张后用去离子水洗涤3次，热压干燥后置于水溶性壳聚糖溶液中浸渍30min，水溶性壳聚糖分子量8600，浓度为0.1wt％；浸渍完成后用去离子水洗涤3次，然后经过10MPa、95℃、10min热压后，置于80℃真空干燥箱6h，获得所述功能化锂离子电池隔膜。所制备的功能化锂离子电池隔膜经电化学工作站检测，0.2C常温循环100次后容量保持率为98.3％，相同条件下未加入水溶性壳聚糖的隔膜容量保持率为91.1％。实施例3取1g纳米纤维素均匀分散在100g去离子水中，通过抽滤法抄造成湿纸张后用去离子水洗涤3次，热压干燥后置于水溶性壳聚糖溶液中浸渍30min，水溶性壳聚糖分子量16000，浓度为0.2wt％；浸渍完成后用去离子水洗涤3次，然后经过10MPa、95℃、10min热压后，置于80℃真空干燥箱6h，获得所述功能化锂离子电池隔膜。所制备的功能化锂离子电池隔膜经电化学工作站检测，0.2C常温循环100次后容量保持率为98.9％，相同条件下未加入水溶性壳聚糖的隔膜容量保持率为91.1％。实施例4取1g纳米纤维素均匀分散在100g去离子水中，通过抽滤法抄造成湿纸张后用去离子水洗涤3次，热压干燥后置于水溶性壳聚糖溶液中浸渍30min，水溶性壳聚糖分子量16000，浓度为0.5wt％；浸渍完成后用去离子水洗涤3次，然后经过10MPa、95℃、10min热压后，置于80℃真空干燥箱6h，获得所述功能化锂离子电池隔膜。所制备的功能化锂离子电池隔膜经电化学工作站检测，0.2C常温循环100次后容量保持率为99.3％，相同条件下未加入水溶性壳聚糖的隔膜容量保持率为91.1％。实施例5取1g纳米纤维素均匀分散在100g去离子水中，通过抽滤法抄造成湿纸张后用去离子水洗涤3次，热压干燥后置于水溶性壳聚糖溶液中浸渍30min，水溶性壳聚糖分子量50000，浓度为0.5wt％；浸渍完成后用去离子水洗涤3次，然后经过10MPa、95℃、10min热压后，置于80℃真空干燥箱6h，获得所述功能化锂离子电池隔膜。所制备的功能化锂离子电池隔膜经电化学工作站检测，0.2C常温循环100次后容量保持率为99.2％，相同条件下未加入水溶性壳聚糖的隔膜容量保持率为91.1％。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】
一种功能化锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取适量纳米纤维素抽滤抄造成纸张，用水洗涤，干燥后置于水溶性壳聚糖溶液中浸渍一段时间，用水洗涤后进行热压处理，最后真空干燥获得所述功能化锂离子电池隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种功能化锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取适量纳米纤维素抽滤抄造成纸张，用水洗涤，干燥后置于水溶性壳聚糖溶液中浸渍一段时间，用水洗涤后进行热压处理，最后真空干燥获得所述功能化锂离子电池隔膜。2.根据权利要求1所述的一种功能化锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述水溶性壳聚糖...

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