氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的制备方法，以质量比为0.5‑3.0:1的氧化石墨烯浆料和纳米纤维素浆料配制氧化石墨烯/纳米纤维素混合浆料，将氧化石墨烯/纳米纤维素混合浆料用KTQ可调式涂膜器刮涂于锂离子电池隔膜上制得氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜。本发明专利技术能够有效提高锂离子电池隔膜的吸液保液率，保障其离子传导率，增强其锂枝晶阻隔性并提高其耐热性。

【技术实现步骤摘要】
氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的制备方法
本专利技术属于锂离子电池隔膜的改性
，具体涉及一种氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的制备方法。
技术介绍
因为锂离子电池能量密度高、单体电压高、倍率性能好、自放电小和绿色环保等特点，所以被大量应用于数码产品、电动车和电动汽车等领域。锂离子电池最常用的隔膜材料是聚烯烃材料，但是由于聚烯烃材料本身是非极性的，所以使得其对水、电解液的浸润性很差，从而严重影响其对电解液的吸液率、保液率及离子电导率等电化学性能，受其结构的限制其耐热性较差也容易被电池循环过程中生成的锂枝晶穿透。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的制备方法，该方法通过简单的操作对锂离子电池隔膜进行改性使其结构更有利于锂离子电池的运行，能够有效提高锂离子电池隔膜的吸液保液率，保障其离子传导率，增强其锂枝晶阻隔性并提高其耐热性。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的制备方法，其特征在于具体过程为：以质量比为0.5-3.0:1的氧化石墨烯浆料和纳米纤维素浆料配制氧化石墨烯/纳米纤维素混合浆料，将氧化石墨烯/纳米纤维素混合浆料用KTQ可调式涂膜器刮涂于锂离子电池隔膜上制得氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜。优选的，所述锂离子电池隔膜为Celgard商用三层PP/PE/PP隔膜。优选的，所述氧化石墨烯浆料的浓度为10mg/mL。优选的，所述纳米纤维素浆料的固含量为1±0.5％。优选的，所述锂离子电池隔膜在改性前先浸泡在蒸馏水中1h，再放置在光滑平整的玻璃板上至表面无水珠。优选的，所述氧化石墨烯浆料与纳米纤维素浆料的质量比优选为1.5:1。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1、制得的氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜具有优良的吸液保液率；2、制得的氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜具有优良的耐热性能；3、制得的氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜能够有效防止锂离子电池中锂枝晶的穿透。附图说明图1是未改性商业锂离子电池隔膜的SEM图；图2是实施例制得氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的SEM图；图3是实施例制得氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的SEM图；图4是未改性商业锂离子电池隔膜和改性锂离子电池复合隔膜的热收缩测试图；图5是未改性商业锂离子电池隔膜和改性锂离子电池复合隔膜的保液率测试图。图6是未改性商业锂离子电池隔膜和改性锂离子电池复合隔膜的锂枝晶侧视图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例纳米纤维素(NFC)浆料高速搅拌粉碎，加入氧化石墨烯(GO)浆料中，其中氧化石墨烯浆料与纳米纤维素浆料的质量比为1.5:1，于30℃超声搅拌2h配制氧化石墨烯/纳米纤维素(GO/NFC)混合浆料，将商业锂离子电池隔膜(PP/PE/PP)先浸泡在蒸馏水中1h，再放置在光滑平整的玻璃板上至表面无水珠，氧化石墨烯/纳米纤维素混合浆料用KTQ可调式涂膜器刮涂于锂离子电池隔膜上，在烘箱中于30℃自然烘干，然后在真空干燥箱于50℃真空干燥24h制得氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜。对原始商业锂离子电池隔膜和改性锂离子电池复合隔膜进行场发射扫描电镜表征，已知原始商业锂离子电池隔膜的厚度为38μm，通过扫描电镜可知改性锂离子电池复合隔膜的厚度46μm，如图1-3所示。对原始商业锂离子电池隔膜和改性锂离子电池复合隔膜进行交流阻抗测试，由已知隔膜的厚度得到原始锂离子电池隔膜的离子导电率为0.94mS·cm-1，改性锂离子电池复合隔膜的离子导电率为0.95mS·cm-1。对原始商业锂离子电池隔膜和改性锂离子电池复合隔膜进行热收缩测试，温度梯度为90℃一个小时(图4左)、120℃一个小时(图4右)，收缩效果由图4所示。对原始商业锂离子电池隔膜和改性锂离子电池复合隔膜进行吸液保液率测试，吸液率测试如表1所示，保液率测试如图5所示。对原始商业锂离子电池隔膜和改性锂离子电池复合隔膜进行锂枝晶阻隔测试，阻隔效果如图6所示。表1原始商业锂离子电池隔膜与改性锂离子电池复合隔膜的吸液率测量结果SeparatorM0(mg)Mi(mg)ElectrolyteuptakePP/PE/PP3.045.150.69GO/NFC3.3619.314.75以上实施例描述了本专利技术的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术原理的范围下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本专利技术保护的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的制备方法，其特征在于具体过程为：以质量比为0.5‑3.0:1的氧化石墨烯浆料和纳米纤维素浆料配制氧化石墨烯/纳米纤维素混合浆料，将氧化石墨烯/纳米纤维素混合浆料用KTQ可调式涂膜器刮涂于锂离子电池隔膜上制得氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜。

【技术特征摘要】
1.氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的制备方法，其特征在于具体过程为：以质量比为0.5-3.0:1的氧化石墨烯浆料和纳米纤维素浆料配制氧化石墨烯/纳米纤维素混合浆料，将氧化石墨烯/纳米纤维素混合浆料用KTQ可调式涂膜器刮涂于锂离子电池隔膜上制得氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜。2.根据权利要求1所述的氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的制备方法，其特征在于：所述锂离子电池隔膜为Celgard商用三层PP/PE/PP隔膜。3.根据权利要求1所述的氧化石墨烯/纳米纤维素改性锂离子电池复合隔膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李苞，牛瑾，代冬梅，刘晓阳，常照荣，汤宏伟，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41