一种具有三维网络结构的锂电复合隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池隔膜及其制备领域，特别是一种具有三维网络结构的锂电复合隔膜及其制备方法。该复合隔膜包括细菌纤维素湿膜和分布在其三维结构内部的功能粒子，其制备方法包括细菌纤维素湿膜的纯化、细菌纤维素湿膜与纳米功能粒子或前躯体进行混合、控制条件使功能粒子嵌入到纤维素湿膜内部或使前躯体在纤维素湿膜内部进行反应，然后经过干燥、辊压等步骤，最终获得本发明专利技术的具有三维网络结构的锂电复合隔膜。本发明专利技术的锂电复合隔膜具有物理、化学性能稳定，孔径尺寸可调，孔径分布窄等优点，在锂离子电池中具有良好的应用前景。本发明专利技术的制备工艺简单易行，成本低廉，环境友好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池隔膜及其制备领域，特别是一种具有三维网络结构的锂电复合隔膜及其制备方法。
技术介绍
随着电子产品的飞速发展，对锂离子电池提出了更高的要求。目前，应用最广泛的锂电池隔膜主要是聚烯烃隔膜，包括聚乙烯微孔膜、聚丙烯微孔膜和由聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯组成的3层微孔复合膜。但是聚烯烃隔膜熔点通常不高，电池使用温度升高则发生收缩变形，另外聚烯烃隔膜与电解液的亲和性差，吸液率低，很难满足高倍率充放电需求。针对上述问题，专利技术专利申请(公开号CN104157815A)采用将细菌纤维素湿膜通过溶剂置换、热压的方法来制备锂离子电池隔膜。但是，经过实验发现，该方法所制备隔膜的孔隙率较低，孔径较小，原因在于干燥及热压过程中纳米纤维间出现粘连，导致膜的多孔结构被破坏。同时有研究者采用浆料涂覆的方法在聚烯烃微孔膜表面或无纺布表面复合一层陶瓷涂层，希望以此来改善聚烯烃隔膜原有的缺点。但是，该方法获得的陶瓷涂层存在与基膜结合力较弱、易堵塞基膜孔道以及质地脆等问题，并没有从根本上解决现有隔膜的问题，隔膜性能已经成为限制锂离子电池在动力和储能等新能源领域快速发展的瓶颈。因此，满足动力及储能等应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有三维网络结构的锂电复合隔膜，其特征在于，该复合隔膜包括细菌纤维素湿膜和分布在其三维结构内部的功能粒子，其中功能粒子包括直接加入的粒子，或者通过其他反应在湿膜内部生成的粒子，复合隔膜中细菌纤维素与功能粒子的质量比为1:0.01～1:20。

【技术特征摘要】
1.一种具有三维网络结构的锂电复合隔膜，其特征在于，该复合隔膜包括细菌纤维素湿膜和分布在其三维结构内部的功能粒子，其中功能粒子包括直接加入的粒子，或者通过其他反应在湿膜内部生成的粒子，复合隔膜中细菌纤维素与功能粒子的质量比为1:0.01～1:20。2.按照权利要求1所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜，其特征在于，所述的细菌纤维素湿膜的厚度为0.1mm～10mm，细菌纤维素湿膜中的纤维直径为10nm～1000nm。3.按照权利要求1所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜，其特征在于，所述的功能粒子填充在细菌纤维素湿膜的纳米纤维间发挥架桥功能，防止纳米纤维间相互粘连，具有调节复合隔膜孔道结构的作用。4.按照权利要求1所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜，其特征在于，所述的功能粒子包括有机微球：聚甲基丙烯酸甲酯微球、聚乙烯微球、聚丙烯微球、聚苯乙烯微球、聚偏氟乙烯微球或聚四氟乙烯微球，所述的有机微球粒径范围为0.01～2.5μm。5.按照权利要求1所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜，其特征在于，所述的功能粒子包括：金属氧化物粒子、陶瓷粒子或具有微孔结构、介孔结构的沸石类纳米粒子；其中，金属氧化物粒子为氧化锌、氧化钙或氧化镁，陶瓷粒子为氧化铝、氧化锆、二氧化硅或二氧化钛，具有微孔结构、介孔结构的沸石类纳米粒子包括NaA沸石、MFI沸石、Y型沸石、MCM-41沸石或MCM-48沸石；所述的功能粒子粒径范围为0.01～2.0μm。6.按照权利要求1所述的具有三维网络结构的锂电复合隔膜，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖伟，王红，巩亚群，赵丽娜，刘建国，严川伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21