一种高温开关保护机制电池隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高温开关保护机制电池隔膜及其制备方法，所述高温开关保护机制电池隔膜由二氧化钛和PVP纳米一维结构通过静电纺丝收集而成，高温开关保护机制电池隔膜的厚度为20～200μm，孔隙率为45％～85％。本发明专利技术的特点为：一是具有无机成分以及微纳米管状结构，优异的湿润性能，对电解液具有较好的吸液和保液能力；二是具有独特的高温开关保护机制，工作温度达到60℃时，可以阻止电池充电，温度再次回到常温，又可以在相对低压条件下继续工作；三是孔隙率高，孔径小，具有较高的离子穿透性以及电化学稳定性，优良的机械性能，可有效防止储能装置短路和枝晶穿刺；四是高温收缩率低，具有较好的高温承受性能和安全性。

A high temperature switch protection mechanism battery separator and its preparation method

The invention discloses a high-temperature switch protection mechanism battery separator and a preparation method thereof. The high-temperature switch protection mechanism battery separator is collected by electrospinning with titanium dioxide and PVP nano-one-dimensional structure. The thickness of the high-temperature switch protection mechanism battery separator is 20-200 micron, and the porosity is 45-85%. The invention has the following characteristics: firstly, it has inorganic composition and micro-nano tubular structure, excellent wettability, good liquid absorption and retention ability for electrolyte; secondly, it has a unique high-temperature switch protection mechanism, which can prevent the battery from charging when the working temperature reaches 60 degrees Celsius, and the temperature can return to normal temperature again, and can also be in the phase. The third is high porosity, small pore size, high ion penetration and electrochemical stability, excellent mechanical properties, can effectively prevent short circuit and dendrite puncture of energy storage device; the fourth is low shrinkage at high temperature, with good high temperature endurance and safety.

【技术实现步骤摘要】
一种高温开关保护机制电池隔膜及其制备方法
本专利技术涉及一种高温开关保护机制电池隔膜及其制备方法，属于新能源材料

技术介绍
近年来，随着电动汽车以及储能系统在不同环境中的应用，具有高能量密度和高安全性的锂离子电池的研发逐渐得到重视。通常，锂离子电池主要由正/负极材料、电解质、隔膜及电池外壳包装材料组成。其中，隔膜是锂离子电池的重要组成部分，起着分隔正、负极，阻止电子通过的同时为锂离子提供通道，从而完成充放电的作用。其物理、化学以及机械性能决定了电池的界面特性、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全等特性，性能好的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。目前，锂离子电池隔膜材料主要为聚烯烃隔膜如单层聚丙烯(PP)微孔膜、单层聚乙烯(PE)微孔膜以及三层PP/PE/PP复合膜，该类隔膜制备方法主要为干法拉伸致孔法和湿法相分离法。聚烯烃隔膜弊端在于：一、聚烯烃隔膜受热时易收缩，会造成隔膜尺寸不稳定，正负极直接接触而短路；二、闭孔温度和破膜温度较低，当发生电池刺穿等状况时，电池内部大量放热，导致隔膜完全融化收缩，电池短路产生高温直至电池解体或爆炸。这些弊端是由聚丙烯材料自身特性所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温开关保护机制电池隔膜，其特征在于：所述高温开关保护机制电池隔膜由二氧化钛和PVP纳米管材料通过静电纺丝收集而成，高温开关保护机制电池隔膜的厚度为20～200μm，孔隙率为45％～85％。

【技术特征摘要】
1.一种高温开关保护机制电池隔膜，其特征在于：所述高温开关保护机制电池隔膜由二氧化钛和PVP纳米管材料通过静电纺丝收集而成，高温开关保护机制电池隔膜的厚度为20～200μm，孔隙率为45％～85％。2.根据权利要求1所述的一种高温开关保护机制电池隔膜，其特征在于：所述二氧化钛纳和PVP纳米管材料的外径为100～500nm、内径为40～200nm。3.根据权利要求1或所述的一种高温开关保护机制电池隔膜，其特征在于：在所述的高温开关保护机制电池隔膜中二氧化钛占的质量比为20％～80％，PVP纳米一维结构材料占的质量比为20％～80％。4.一种高温开关保护机制电池隔膜的制备方法，其特征在于：将二氧化钛均匀分散在已经溶解了PVP纳米一维结构材料的溶液中，制成二氧化钛/PVP纳米一维结构材料前驱体为电纺外液，以油性物质为电纺内液，在静电纺丝设备上进行同轴共纺，将得到的电纺薄膜用溶油溶剂处理掉油性物质，干燥之后即得到一种高温开关保护机制电池隔膜。5.根据权利要求4所述的一种高温开关保护机制电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述二氧化钛/PVP纳米一维结构材料前驱体的制备：(a)取PVP粉末溶解在易挥发的有机溶剂中，制成凝胶状前驱体，其中PVP与有机溶剂的质量比控制在1:50～1:5，PVP的分子量8000～1300000；(b)向凝胶状前驱体中加入易挥发性酸，接着在快速搅拌的条件下缓慢滴加易水解成二氧化钛的溶剂，滴加完成后继续搅拌，易挥发性酸与有机溶剂的比重控制在1:10～3:5，醋酸和易水解成二氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：张平，蒋运鸿，丁燕怀，姜勇，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43