具有自关闭功能的高离子电导率锂电池隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有自关闭功能的高离子电导率锂电池隔膜及其制备方法，方法：(1)将含有粘性物质的导电无机物溶液在微纳米纤维膜的一侧进行真空抽滤，然后真空干燥；(2)将含有粘性物质的陶瓷纳米颗粒溶液在步骤(1)得到的膜的两侧先后进行真空抽滤，每次抽滤后均进行真空干燥，得到复合膜；制得的锂电池隔膜，沿厚度方向，是由依次为陶瓷纳米颗粒层、导电无机物层、微纳米纤维膜和陶瓷纳米颗粒层组成的复合膜；复合膜中的陶瓷纳米颗粒、导电无机物和微纳米纤维膜(材质为纯聚丁二酸丁二醇酯)之间的相对位置由粘性物质固定；复合膜的孔隙率为50～56％；本发明专利技术具有较高的热敏感度和热尺寸稳定性，使锂电池安全和使用性能更高，极具应用前景。应用前景。应用前景。

【技术实现步骤摘要】
具有自关闭功能的高离子电导率锂电池隔膜及其制备方法


[0001]本专利技术属于锂电池
，涉及一种具有自关闭功能的高离子电导率锂电池隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂电池因其高能量密度、高速充放电能力、低自放电率和长循环寿命以及环境友好而成为了极具潜力的理想储能系统。隔膜作为电池的重要组成部分，虽不直接参与电化学反应，但在电池中起着隔离正负极、提供离子传输通道、防止电池内部短路的作用，其结构和性能对电池的使用和安全性能有着重要影响。
[0003]目前，被广泛应用于锂电池的隔膜主要有PP、PE等聚烯烃隔膜，但由于PP、PE熔点较低，此类隔膜热稳定性差。为改善隔膜的热稳定性，许多工作已被展开。专利申请CN111769236A中利用硅酸镁锂纳米颗粒与纳米纤维素纤维制备的仿贝壳结构复合隔膜以提高隔膜的热稳定性，但该隔膜不具备自关闭功能，不能及时切断电流避免内部短路。
[0004]隔膜的自关闭功能是在温度升高过程中，当达到一定温度时，隔膜能够及时通过孔闭合阻碍离子运输，将电流回路切断，同时能够保持尺寸稳定性避免电池内部短路。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有自关闭功能的高离子电导率锂电池隔膜，其特征是：为由陶瓷纳米颗粒、导电无机物和微纳米纤维膜构成的四层复合膜；沿复合膜的厚度方向，所述四层依次为陶瓷纳米颗粒层、导电无机物层、微纳米纤维膜和陶瓷纳米颗粒层；所述复合膜中的陶瓷纳米颗粒、导电无机物和微纳米纤维膜之间的相对位置由粘性物质固定；微纳米纤维膜的材质为纯聚丁二酸丁二醇酯；复合膜的孔隙率为50～56％。2.根据权利要求1所述的一种具有自关闭功能的高离子电导率锂电池隔膜，其特征在于，粘性物质为丁苯胶乳粘结剂，陶瓷纳米颗粒为亲水性的纳米SiO2颗粒，导电无机物为片层结构的MXene；纳米SiO2颗粒的平均粒径为7～40nm；微纳米纤维膜中的纳米纤维的平均直径为100～200nm，微米纤维的平均直径为1.5～3μm。3.根据权利要求2所述的一种具有自关闭功能的高离子电导率锂电池隔膜，其特征在于，所述复合膜上，MXene的密度为0.080～0.318mg/cm2，纳米SiO2颗粒的密度为0.159～0.557mg/cm2。4.根据权利要求3所述的一种具有自关闭功能的高离子电导率锂电池隔膜，其特征在于，所述复合膜对LiTFSI电解液的吸液率为410～650％；所述复合膜的离子电导率为3.31
×
10
‑3～4.13
×
10
‑3S/cm；所述复合膜在纯聚丁二酸丁二醇酯的熔点对应的温度时孔闭合，在300℃的温度时无形变。5.根据权利要求1～4中任一项所述的一种具有自关闭功能的高离子电导率锂电池隔膜的制备方法，其特征是包括如下步骤：(1)将含有粘性物质的导电无机物溶液在微纳米纤维膜的一侧进行真空抽滤，然后真空干燥；(2)将含有粘性物质的陶瓷纳米颗粒溶液在步...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏真真，顾嘉怡，李家仪，赵燕，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：