一种电池安全隔膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电池安全隔膜的制备方法，其步骤在于：将蒙脱土改性，然后将改性蒙脱土和基体进行共混，最后将共混的产物制备成隔膜；所述隔膜由基体和改性蒙脱土复合而成；采用本方法可以一次获得电池安全隔膜，而且方法简单，具有良好的推广性；由于一次成膜使得改性蒙脱土在隔膜中均匀存在，提高了隔膜的强度和耐热性能，使得隔膜的安全性得到提高。

【技术实现步骤摘要】
一种电池安全隔膜的制备方法
本专利技术涉及二次电池领域，更具体地说是涉及一种锂系或钠系电池安全隔膜的制备方法。
技术介绍
隔膜是置于电池正负极之间的多微孔薄膜，离子可以自由通过，电子不能通过，同时隔断正负极的直接接触。在所有电池中，隔膜均起着至关重要的作用。隔膜必须是良好的绝缘体，并且能使离子通过固有的离子通道，或者浸渍电解液从而疏通离子。隔膜的发展主要是随着电池的需求不断变化而不断发展的，高能量密度、大容量、高安全的需求使得对于安全性隔膜的研究正在成为各家争夺的制高点。目前比较常规的安全隔膜有：德固赛公司在纤维素无纺布上复合Al2O3或其他无机物；韩国LG化学在聚烯烃膜上涂覆纳米陶瓷颗粒（BaTiO3）增强安全性；HitachiMaxell/日立麦克赛尔在聚烯烃多孔膜上涂布了板状的金属氧化物微粒子以及国内的深圳星源公司以PP隔膜为基体，表面涂覆一层纳米级Al2O3材料。这些方法可以提高熔点和熔融完整性，但是这些方法都不可避免的会存在无机物涂层分布均匀性的问题，这又会引发新的问题（比如电池低容、循环寿命差以及成品率低等），而且这些方法工序较多，过程控制等较为复杂。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有电池安全隔膜及其制备方法的缺陷，提供了一种电池安全隔膜的制备方法，引入改性蒙脱土，可以在提高电池安全性的同时简化流程。为了实现上述目的，其具体的技术方案如下：一种电池安全隔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，将蒙脱土改性；步骤2，将改性蒙脱土和基体进行共混；步骤3，然后将步骤2的产物制备成隔膜。步骤1中所述的蒙脱土为天然蒙脱土，最佳选择是天然钠基蒙脱土。步骤1中所述的改性采用插层改性，或者插层改性加偶联剂改性。步骤2中所述的基体包括PE、PP、PI、无纺布等中的一种，或者它们的复合物的一种。步骤2中所述的共混方法主要是改性蒙脱土、基体分别与相容剂混合，然后再将二者混合。上述所述的相容剂是指环状酸酐型(MAH)、羧酸型、恶唑啉型的一种或几种的混合物，更优地是指环状酸酐型(MAH)。在上述几个混合过程中，所述混合的时间均不少于15min，所述混合的温度均在60℃~300℃范围内。步骤2中所述改性蒙脱土的含量占比为共混后总含量的0.1wt%~10wt%。步骤3中所述的制备隔膜可以采用干法制备，或者湿法制备。更优地，是将其降温，压制得膜片，再将膜片加热至接近熔点温度，进行双向拉伸使分子链取向，最后保温一定时间，用易挥发物质洗脱残留的溶剂，可制备出相互贯通的微孔膜材料。本专利技术的有益效果如下：采用本专利技术可以一次获得电池安全隔膜，而且步骤简单，具有良好的推广性；由于一次成膜使得改性蒙脱土在隔膜中均匀存在，提高了隔膜的强度和耐热性能，使得隔膜的安全性得到提高。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术并不限于本实施例。实施例1将天然钠基蒙脱土用十八烷基季铵盐插层剂进行插层改性，然后将改性蒙脱土、PE分别与环状酸酐型(MAH)混合，然后再将二者混合，控制改性蒙脱土含量占比在0.5wt%，将产物用湿法制成隔膜。将所得隔膜做成电池进行测试：正极：活性物质为NCM532，含量91%、导电碳黑含量5%、PVDF4%、16μm铝箔，冷压后极片厚度138μm。负极：活性物质石墨含量93%，导电碳黑含量3%、PVDF4%、15μm铜箔，冷压后极片厚度100μm。电池设计容量2Ah，隔膜为制备的隔膜。检测项目：倍率测试、高温储存测试、热箱、针刺。实施例2将天然钠基蒙脱土用十八烷基季铵盐插层剂进行插层改性，然后再用硅烷偶联剂进行改性，再将改性蒙脱土、PE分别与环状酸酐型(MAH)混合，然后再将二者混合，控制改性蒙脱土含量占比在0.5wt%，将产物用湿法制成隔膜。电池制作及检测项目同实施例1。实施例3将天然钠基蒙脱土用十八烷基季铵盐插层剂进行插层改性，然后再用硅烷偶联剂进行改性，再将改性蒙脱土、PE分别与环状酸酐型(MAH)混合，然后再将二者混合，控制改性蒙脱土含量占比在1.5wt%，将产物用湿法制成隔膜。电池制作及检测项目同实施例1。实施例4将天然钠基蒙脱土用十八烷基季铵盐插层剂进行插层改性，然后再用硅烷偶联剂进行改性，再将改性蒙脱土、PE分别与环状酸酐型(MAH)混合，然后再将二者混合，控制改性蒙脱土含量占比在3wt%，将产物用湿法制成隔膜。电池制作及检测项目同实施例1。实施例5将天然钠基蒙脱土用十八烷基季铵盐插层剂进行插层改性，然后再用硅烷偶联剂进行改性，再将改性蒙脱土、PI分别与环状酸酐型(MAH)混合，然后再将二者混合，控制改性蒙脱土含量占比在1.5wt%，将产物用湿法制成隔膜；电池制作及检测项目同实施例1。实施例6将天然钠基蒙脱土用十八烷基季铵盐插层剂进行插层改性，然后再用硅烷偶联剂进行改性，再将改性蒙脱土、PE分别与环状酸酐型(MAH)混合，然后再将二者混合，控制改性蒙脱土含量占比在10wt%，将产物用湿法制成隔膜；电池制作及检测项目同实施例1。对比例采用市售湿法PE隔膜作为隔膜，电池制作及检测项目同实施例1。实施例和对比例都做10只电池进行测试，结果见表1。从测试结果可以看出，相对于对比例，本专利技术所提供的隔膜可以在不显著改变电池倍率性能的前提下有效提高电池在滥用情况下的安全性能。本文中所描述的具体实施例仅仅是对本专利技术精神作举例说明。本专利技术所属
的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本专利技术的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池安全隔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，将蒙脱土改性；步骤2，将改性蒙脱土和基体进行共混；步骤3，然后将步骤2的产物制备成隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种电池安全隔膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，将蒙脱土改性；步骤2，将改性蒙脱土和基体进行共混；步骤3，然后将步骤2的产物制备成隔膜。2.如权利要求1所述的电池安全隔膜的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的蒙脱土为天然蒙脱土。3.如权利要求1所述的电池安全隔膜的制备方法，其特征在于：所述天然蒙脱土是天然钠基蒙脱土。4.如权利要求1所述的电池安全隔膜的制备方法，其特征在于：步骤1中所述的改性采用插层改性，或者插层改性加偶联剂改性。5.如权利要求1所述的电池安全隔膜的制备方法，其特征在于：步骤2中所述的基体包括PE、PP、PI、无纺布中的一种或者任意组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴仕明，黄兴兰，
申请(专利权)人：中国东方电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51