一种锂离子电池隔膜制造技术

一种锂离子电池隔膜，其特征在于包含至少一层锂电池隔膜，所述锂电池隔膜中含有一层经过表面改性的基础薄膜的基体层，和至少一层分散着纳米颗粒的薄膜层，本发明专利技术的隔膜是一种安全性好、抗穿刺强度和拉伸强度高，具有较好的耐热性、孔隙率。孔隙率。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜


[0001]本专利技术涉及一种锂离子电池隔膜。

技术介绍

[0002]本申请是申请号201810696513.9，专利技术名称为一一种锂电池隔膜及其应用的分案申请，其母案公开的内容全部引入。
[0003]锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。
[0004]近年来，将聚合物电解质用于锂离子电池已实现了商品化，聚合物电解质在锂离子电池中既是离子迁移的通道，又起到正负极材料间的隔膜作用。聚合物电解质可分为固体聚合物电解质及凝胶聚合物电解质，作为实用的聚合物电解质隔膜必须满足以下几个必要条件：
①
具有高的离子电导率，以降低电池内阻；
②
锂离子的传递系数基本不变，以消除浓度极化；
③
可以忽略的电子导电性，以保证电极间有效的隔离；
④
电极材料有高的化学和电化学稳定性；
⑤
低廉的价格，合适的化学组成，保证对环境友好。
[0005]气性、孔隙率、孔径大小、厚度等基本性能不能很好的控制在一定的范围内，因此无法得到有效的应用，不能满足锂电池高端领域的需求。

技术实现思路

[0006]本专利技术专利的目的在于提供一种锂离子电池隔膜，其特征在于包含至少一层锂电池隔膜，
[0007]所述锂电池隔膜中含有一层经过表面改性的基础薄膜的基体层，和至少一层分散着纳米颗粒的薄膜层；
[0008]该锂电池隔膜通过以下方法制备：
[0009]步骤一，将正丁醇，N，N
‑
二甲基甲酰胺，纳米二氧化硅,聚偏氟乙烯和四氯化碳进行混合，控制pH值为5
‑
7，搅拌并加热至50
‑
70℃，搅拌的速率为1000
‑
1500r/min，搅拌的时间为1
‑
6h得到混合料浆；
[0010]步骤二，基础薄膜表面改性
[0011]将基础薄膜置于2
‑
甲氧基
‑4‑
甲基苯酚水溶液中，浸渍30
‑
120min，取出后采用去离子水冲洗3
‑
6遍后置于烘干机中烘干得到表面改性的薄膜；
[0012]步骤三，涂布
[0013]将步骤二表面改性的基础薄膜置于涂布机上，将步骤一混合料浆通过静电喷涂装
置，以2
‑
4mL/dm2，均匀喷涂在改性的薄膜上，随后转入干燥箱中，在70～80℃下干燥5～6h，即可得锂电池隔膜；
[0014]步骤一中所述的纳米二氧化硅为经过表面改性的介孔二氧化硅纳米颗粒，具体采用如下方法制备：
[0015]步骤A、介孔二氧化硅纳米颗粒制备
[0016](1)将十六烷基三甲基溴化铵置于去离子水中，机械搅拌15
‑
30min，搅拌完毕后加入异丙醇和浓度为25％的氨水，在50
‑
80℃下搅拌30min，加入正硅酸四乙酯和第一组合物并以10
‑
15℃/min的升温速度升温至60
‑
100℃搅拌2
‑
4h后停止搅拌，静置15
‑
30h得到分层的溶液，冷却至室温后采用离心机离心将沉淀物采用乙醇和去离子水分别清洗3
‑
6遍后真空干燥既得到介孔二氧化硅纳米颗粒；
[0017]所述十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、异丙醇、氨水、正硅酸四乙酯和第一组合物的质量比为1
‑
3:50
‑
300:10
‑
30:5
‑
20:3
‑
8:2
‑
4；所述第一组合物由噻吩、吡咯和N，N
‑
二甲基甲酰胺以质量比为3
‑
6:2
‑
4:0.5
‑
2混合制得；
[0018]步骤B，介孔二氧化硅纳米颗粒的表面改性
[0019]将步骤一制备的介孔二氧化硅纳米颗粒，纳米聚苯胺、乙二胺和甲醇以质量比为5
‑
10:6
‑
20:1
‑
4:30
‑
60置于烧杯中在40～60℃下搅拌，然后减压旋转蒸发除去溶剂，所得产物用乙醚洗涤，升温至40
‑
50℃，将洗涤后的产物、第一化合物和二氯甲烷磁力搅拌30
‑
50min，升温至60
‑
90℃，氮气的保护下加入过硫酸胺，搅拌反应10
‑
20h，降温至室温，将沉淀物采用去离子水清洗3
‑
6次得到表面改性的介孔二氧化硅纳米颗粒；
[0020]所述介孔二氧化硅纳米颗粒、第一化合物、二氯甲烷和过硫酸胺的质量比为3
‑
8:6
‑
10:1
‑
5:2
‑
4；
[0021]所述第一化合物为聚环氧乙烷
‑
聚环氧丙烷两嵌段聚合物；
[0022]所述聚环氧乙烷
‑
聚环氧丙烷两嵌段聚合物的制备方法包括以下步骤：将聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和异辛酸亚锡混合得到混合物；
[0023]所述聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和异辛酸亚锡的质量比为5
‑
10:3
‑
9:0.5
‑
1，并对此混合物充氮30min以保证排除其中的氧气，将混合物转移到经氮气置换后的四口烧瓶中进行聚合，在80
‑
120℃搅拌下反应15
‑
20h，反应的产物置于pH为4.0
‑
5.0的去离子水中透析1
‑
3天，之后采用乙醇清洗3
‑
6遍，既得到聚环氧乙烷
‑
聚环氧丙烷两嵌段聚合物。
[0024]2、如权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜，其特征在于，所述锂电池隔膜厚度为8
‑
30μm。
[0025]3、如权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜，其特征在于，所述锂电池隔膜厚度为10
‑
20μm。
[0026]4、如权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜，其特征在于，所述锂电池隔膜的孔隙率为66～83％。
[0027]5、如权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜，其特征在于，所述正丁醇，N，N
‑
二甲基甲酰胺，纳米二氧化硅，聚偏氟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于包含至少一层锂电池隔膜，所述锂电池隔膜中含有一层经过表面改性的基础薄膜的基体层，和至少一层分散着纳米颗粒的薄膜层；该锂电池隔膜通过以下方法制备：步骤一，将正丁醇，N，N
‑
二甲基甲酰胺，纳米二氧化硅,聚偏氟乙烯和四氯化碳进行混合，控制pH值为5
‑
7，搅拌并加热至50
‑
70℃，搅拌的速率为1000
‑
1500r/min，搅拌的时间为1
‑
6h得到混合料浆；步骤二，基础薄膜表面改性将基础薄膜置于2
‑
甲氧基
‑4‑
甲基苯酚水溶液中，浸渍30
‑
120min，取出后采用去离子水冲洗3
‑
6遍后置于烘干机中烘干得到表面改性的薄膜；步骤三，涂布将步骤二表面改性的基础薄膜置于涂布机上，将步骤一混合料浆通过静电喷涂装置，以2
‑
4mL/dm2，均匀喷涂在改性的薄膜上，随后转入干燥箱中，在70～80℃下干燥5～6h，即可得锂电池隔膜；步骤一中所述的纳米二氧化硅为经过表面改性的介孔二氧化硅纳米颗粒，具体采用如下方法制备：步骤A、介孔二氧化硅纳米颗粒制备(1)将十六烷基三甲基溴化铵置于去离子水中，机械搅拌15
‑
30min，搅拌完毕后加入异丙醇和浓度为25％的氨水，在50
‑
80℃下搅拌30min，加入正硅酸四乙酯和第一组合物并以10
‑
15℃/min的升温速度升温至60
‑
100℃搅拌2
‑
4h后停止搅拌，静置15
‑
30h得到分层的溶液，冷却至室温后采用离心机离心将沉淀物采用乙醇和去离子水分别清洗3
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6遍后真空干燥既得到介孔二氧化硅纳米颗粒；所述十六烷基三甲基溴化铵、去离子水、异丙醇、氨水、正硅酸四乙酯和第一组合物的质量比为1
‑
3:50
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300:10
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30:5
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20:3
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8:2
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4；所述第一组合物由噻吩、吡咯和N，N
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二甲基甲酰胺以质量比为3
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6:2
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4:0.5
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2混合制得；步骤B，介孔二氧化硅纳米颗粒的表面改性将步骤一制备的介孔二氧化硅纳米颗粒，纳米聚苯胺、乙二胺和甲醇以质量比为5
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【专利技术属性】
技术研发人员：许美凤，
申请(专利权)人：安徽省徽腾智能交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：