一种膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池隔膜技术领域，具体的说是一种耐高温、适合大电流充放电的膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备方法。该方法包括以下步骤：步骤一、涂覆浆体的制备；步骤二、膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备；本发明专利技术会死一种利用膨胀珍珠岩作为填料涂覆在无纺布基体表面制备新型锂离子电池隔膜的方法，该方法过程简单，原料易于获得、价格低廉，有效促进锂离子电池在大电流充放电过程中的循环稳定性，解决了目前涂覆型锂离子电池隔膜微孔尺寸过小、孔隙率较低、吸液量不足等问题。本发明专利技术阐述的制备方法简单、设备要求不高、原料成本较低，具有较强的市场竞争力。

A preparation method of expanded perlite coated non-woven diaphragm

【技术实现步骤摘要】
一种膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备方法
本专利技术属于锂离子电池隔膜
，具体的说是一种耐高温、适合大电流充放电的膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备方法。
技术介绍
锂离子电池聚烯烃隔膜高温收缩率大、电解液润湿性差等问题已经限制了锂离子电池的发展，因此开发耐高温、电化学性能优良的锂离子电池隔膜是目前研究热点问题。无机粒子熔点高，表面官能团丰富具有优良的耐高温性和电解液润湿性，被广泛地用于改性锂离子电池隔膜。通常的处理办法是将无机粒子与粘结剂制成浆体，涂覆在基膜表面以提高隔膜的耐高温性和电解液润湿性。如中国专利CN106784529A公开了一种锂离子电池隔膜及其制备方法，采用不同形貌、不同粒径的无机粒子在聚烯烃隔膜表面形成无机粒子涂层，从而提高复合隔膜的抗热收缩性和对电解液的吸附性。再如中国专利CN105958000A公开了一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法，将无机粒子、聚合物和粘结剂制成的浆体涂覆在基膜表面，不但能够抑制传统隔膜基材在高温情况下的热收缩，同时复合涂层中凸出的粘合聚合物在锂离子电池中能与极片粘结在一起从而抑制电池的变形，从而保证电池的安全性和平整性。但同时，无机粒子在多层复合隔膜中的含量较低，构造的微孔尺寸过小、隔膜孔隙率较低、吸液量不足、以及无机粒子涂层与基膜粘结性较差而影响复合隔膜强度等问题逐渐凸显，不利于锂离子在隔膜中迁移率的进一步提高，也不利于电池内阻的降低和电池大电流充放电运行。因此，无机粒子的选择是制备孔尺寸较大、孔隙率较高、保液率较高、热稳定性较高的复合锂离子电池隔膜的关键。膨胀珍珠岩是珍珠岩矿砂经预热，瞬时高温焙烧膨胀后制成的一种内部为蜂窝状结构的白色颗粒状材料。由于其内部具有丰富的孔结构，被广泛应用与过滤剂、催化剂载体、保温材料等。如果能将膨胀珍珠岩作为填料涂覆无纺布基体，那么将有望利用膨胀珍珠岩的多孔结构，在无纺布基体内部及表面构造出孔尺寸较大、孔道发达、孔隙率高的锂离子扩散通道。由于表面具有丰富的官能团，膨胀珍珠岩与电池电解液具有良好的亲和性。同时，膨胀珍珠岩不燃烧的特性也将会进一步提高复合隔膜热稳定性。另外，膨胀珍珠岩低廉的价格将会大大降低复合隔膜的生产成本，提高市场竞争力。
技术实现思路
本专利技术提供了一种利用膨胀珍珠岩作为填料涂覆在无纺布基体表面制备新型锂离子电池隔膜的方法，该方法过程简单，原料易于获得、价格低廉，有效促进锂离子电池在大电流充放电过程中的循环稳定性，解决了目前涂覆型锂离子电池隔膜微孔尺寸过小、孔隙率较低、吸液量不足等问题。本专利技术技术问题结合附图说明如下：一种膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：步骤一、涂覆浆体的制备；膨胀珍珠岩与粘结剂、溶剂、消泡剂按质量比20-80:75-15:10:2均匀混合后，在增力搅拌器中搅拌6-12小时，随后在超声清洗器中超声处理2-4小时，最后混合浆液在真空条件下放置1-2小时得到隔膜涂覆浆体；步骤二、膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备；将无纺布基膜铺展在聚四氟乙烯平板上，利用涂膜机将步骤一制备的隔膜涂覆浆体均匀地涂覆在无纺布表面；然后，将涂覆过的基膜在85℃下干燥9小时；再经热压成型机110℃，12兆帕压力处理0.5小时得到膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜。所述的粘结剂为LA型水性电极粘合剂LA133。所述的溶剂为蒸馏水。所述的消泡剂为聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种。所述的膨胀珍珠岩经破碎后，能通过270目方孔筛。所述的无纺布为PET材质的无纺布，厚度为15-35μm。所述的涂膜机刮刀间距调节范围是40-80μm。一种膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜，其特征在于，按上述任一种方法制得。本专利技术的有益效果为：本专利技术以多孔结构的膨胀珍珠岩为涂覆材料，无纺布为基膜制备膨胀珍珠岩涂覆无纺布锂离子电池隔膜。该隔膜与大量报道的纳米陶瓷粒子涂覆无纺布制备复合隔膜相比不同的是，采用多孔结构的膨胀珍珠岩为涂覆材料，在无纺布基体中利用膨胀珍珠岩的多孔结构构造复合隔膜的大孔结构，从而提高隔膜的孔隙率和吸液量，提高锂离子的电导率、降低电阻促进电池大电流充放电过程中的循环稳定性。同时，热稳定性较高的膨胀珍珠岩配合热稳定性良好的PET无纺布基膜，制备出的复合隔膜具有绝佳的高温尺寸稳定性。该隔膜的制备流程简单，原料成本低，有利于大规模生产以满足动力锂离子电池飞速发展的需求。附图说明图1为本专利技术的制备方法流程图。具体实施方式参阅图1，一种膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：步骤一、涂覆浆体的制备；膨胀珍珠岩与粘结剂、溶剂、消泡剂按质量比20-80:75-15:10:2均匀混合后，在增力搅拌器中搅拌6-12小时，随后在超声清洗器中超声处理2-4小时，最后混合浆液在真空条件下放置1-2小时得到隔膜涂覆浆体；所述的粘结剂为LA型水性电极粘合剂LA133。所述的溶剂为蒸馏水。所述的消泡剂为聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚二甲基硅氧烷中的一种。所述的膨胀珍珠岩经破碎后，能通过270目方孔筛。步骤二、膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备；将无纺布基膜铺展在聚四氟乙烯平板上，利用涂膜机将步骤一制备的隔膜涂覆浆体均匀地涂覆在无纺布表面；然后，将涂覆过的基膜在85℃下干燥9小时；再经热压成型机110℃，12兆帕压力处理0.5小时得到膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜。所述的无纺布为PET材质的无纺布，厚度为15-35μm。所述的涂膜机刮刀间距调节范围是40-80μm。实施例一a.膨胀珍珠岩与LA133、蒸馏水、聚氧丙烯甘油醚按质量比20:75:10:2均匀混合；b.混合物在增力搅拌器中搅拌12小时，超声处理3小时，真空条件下放置1.5小时，制备涂覆浆体；c.将PET无纺布(厚度35μm)基膜铺展在聚四氟乙烯平板上，调整涂膜机刮刀间距50μm，将浆体涂覆在无纺布表面；d.将涂覆过的无纺布基膜在85℃下干燥9小时；e.将干燥后的隔膜热压成型0.5小时，热压成型机温度110℃，压力12兆帕。实施例二a.膨胀珍珠岩与LA133、蒸馏水、聚氧丙烯甘油醚按质量比80:15:10:2均匀混合；b.混合物在增力搅拌器中搅拌8小时，超声处理2小时，真空条件下放置2小时，制备涂覆浆体；c.将PET无纺布(厚度20μm)基膜铺展在聚四氟乙烯平板上，调整涂膜机刮刀间距80μm，将浆体涂覆在无纺布表面；d.将涂覆过的无纺布基膜在85℃下干燥9小时；e.将干燥后的隔膜热压成型0.5小时，热压成型机温度110℃，压力12兆帕。实施例三a.膨胀珍珠岩与LA133、蒸馏水、聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚按质量比60:35:10:2均匀混合；b.混合物在增力搅拌器中搅拌6小时，超声处理4小时，真空条件下放置1小时，制备涂覆浆体；c.将PET无纺布(厚度15μm)基膜铺展在聚四氟乙烯平板上，调整涂膜机刮刀间距40μm，将浆体涂覆在无纺布表面；d.将涂覆过的无纺布基膜在85℃下干燥9小时；e.将干燥后的隔膜热压成型0.5小时，热压成型机温度110℃，压力12兆帕。实施例四a.膨胀珍珠岩与LA133、蒸馏水、聚二甲基硅氧烷按质量比40:55:10:2均匀混合；b.混合物在增力搅拌器中搅拌10小时，超声处理4小时，真空条件下放置1.5小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：步骤一、涂覆浆体的制备；膨胀珍珠岩与粘结剂、溶剂、消泡剂按质量比20‑80:75‑15:10:2均匀混合后，在增力搅拌器中搅拌6‑12小时，随后在超声清洗器中超声处理2‑4小时，最后混合浆液在真空条件下放置1‑2小时得到隔膜涂覆浆体；步骤二、膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备将无纺布基膜铺展在聚四氟乙烯平板上，利用涂膜机将步骤一制备的隔膜涂覆浆体均匀地涂覆在无纺布表面；然后，将涂覆过的基膜在85℃下干燥9小时；再经热压成型机110℃，12兆帕压力处理0.5小时得到膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：步骤一、涂覆浆体的制备；膨胀珍珠岩与粘结剂、溶剂、消泡剂按质量比20-80:75-15:10:2均匀混合后，在增力搅拌器中搅拌6-12小时，随后在超声清洗器中超声处理2-4小时，最后混合浆液在真空条件下放置1-2小时得到隔膜涂覆浆体；步骤二、膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜的制备将无纺布基膜铺展在聚四氟乙烯平板上，利用涂膜机将步骤一制备的隔膜涂覆浆体均匀地涂覆在无纺布表面；然后，将涂覆过的基膜在85℃下干燥9小时；再经热压成型机110℃，12兆帕压力处理0.5小时得到膨胀珍珠岩涂覆无纺布隔膜。2.根据权利要求1所述的一种粉煤灰漂珠涂覆无纺布隔膜的制备方法，其特征在于，所述的粘结剂为LA型水性电极粘合剂LA133。3.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学建，刘卉昇，李永涛，张守丰，葛林才，夏晨阳，刘景和，
申请(专利权)人：吉林建筑大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22