一种高润湿型无纺布锂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润湿型无纺布锂电池隔膜及其制备方法。本发明专利技术主要采用改性聚烯烃纤维与纤维素纤维混合，加入粘结剂、分散剂搅拌形成混合浆液，混合浆液经抄纸机、热压处理，形成锂电池隔膜。其中改性聚烯烃纤维是由聚烯烃纤维经酸氧化后，在过氧化物和高温条件，交联接枝亲水性强的乙二胺基乙磺酸钠分子；最后再与辛醇作用，在分子中引入烷基链。纤维素纤维是由质量比为1：0.5～2棉纤维与木质素纤维混合形成。经发明专利技术处理后的纤维表面具有丰富的官能团，同时具有亲水的基团和亲油的基团，提高了锂电池隔膜的润湿性，聚烯烃纤维和纤维素纤维混合抄造，提高了锂电池隔膜的机械强度和热稳定性。热稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高润湿型无纺布锂电池隔膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池隔膜
，具体为一种高润湿型无纺布锂电池隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着化石能源的减少和可再生能源的发展，能源存储和转换设备的发展备受关注。锂离子电池由于其重量轻、较长的循环使用寿命以及安全性能，使得锂离子电池成为新能源材料的研究重点。随着锂离子电池的发展，隔膜材料的需求量日益增长。隔膜在电池中起到隔绝正负极阻止内部短路、提供锂离子通道的作用。聚烯烃隔膜由于具有良好的化学稳定性以及机械强度被广泛的应用于隔膜行业中。然而，聚烯烃材料本身具有疏水性，与电解液浸润性差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高润湿型无纺布锂电池隔膜及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种高润湿型无纺布锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
[0005](1)将聚烯烃纤维放入硫酸溶液中，超声搅拌，取出聚烯烃纤维，去离子水抽滤、洗涤，加入乙二胺基乙磺酸钠溶液，搅拌均匀，加入过氧化二异丙苯，升温反应，过滤，去离子水洗涤，恒温干燥；
[0006](2)将步骤(1)得到的聚烯烃纤维加入到辛醇溶液中，滴加硫酸，水浴加热，搅拌反应，过滤，洗涤，恒温干燥，得到改性聚烯烃纤维；
[0007](3)取纤维素纤维，浸入硫酸溶液中，升温静置，过滤，去离子水洗涤，加入聚甲基丙烯酸酯微球、硅烷偶联剂，分散均匀，静置，恒温干燥；加入步骤(2)制备得到的改性聚烯烃纤维混合；再向其中加入分散剂中，疏解，继续加入粘结剂，搅拌均匀，得到混合浆液；取混合浆液注入抄纸机进行抄纸成型，热压干燥，制得高润湿型无纺布锂电池隔膜成品。
[0008]进一步的，隔膜的制备方法包括以下步骤：
[0009](1)将聚烯烃纤维放入硫酸溶液中，质量比为1：200～600，超声搅拌，取出聚烯烃纤维，去离子水抽滤、洗涤至pH为7.0～7.5，加入乙二胺基乙磺酸钠溶液，搅拌均匀，加入过氧化二异丙苯，升温至130～135℃，反应3～4h，过滤，去离子水洗涤，恒温干燥，备用；
[0010](2)将步骤(1)得到的聚烯烃纤维加入到辛醇溶液中，滴加硫酸，水浴加热，搅拌，反应1～2h，过滤，采用无水乙醇洗涤聚烯烃纤维，恒温干燥，得到改性聚烯烃纤维；
[0011](3)取纤维素纤维，浸入硫酸溶液中，升温至50～60℃，静置30～40min，过滤，去离子水洗涤，加入聚甲基丙烯酸酯微球、硅烷偶联剂，分散均匀，静置10～20min，恒温干燥；加入步骤(2)制备得到的改性聚烯烃纤维混合；再向其中加入分散剂中，疏解1～2h，继续加入粘结剂，搅拌均匀，得到混合浆液；取混合浆液注入抄纸机进行抄纸成型，热压干燥，热压温
度为40～60℃，制得高润湿型无纺布锂电池隔膜成品。
[0012]进一步的，所述步骤(1)中聚烯烃纤维为聚乙烯纤维或聚丙烯纤维中的任意一种，纤维长度为3～10mm。
[0013]进一步的，步骤(1)中超声搅拌的时间为0.5～2h。
[0014]进一步的，步骤(2)中的干燥温度为50～60℃，干燥时间为3～6h。
[0015]进一步的，步骤(3)中的纤维素纤维为棉纤维与木质素纤维的混合纤维，质量比为1：0.5～2。
[0016]进一步的，步骤(3)中分散剂为聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚羧酸钠盐中的任意一种或多种。
[0017]进一步的，步骤(3)中粘结剂为聚丙烯酸酯类、丙烯腈多元共聚物、丁苯橡胶中的任意一种或多种。
[0018]进一步的，步骤(3)中聚烯烃纤维、纤维素纤维、水、分散剂、粘结剂的质量比为1：1：2000～3000：2～4：1～5。
[0019]如以上制备方法制备得到的高润湿型无纺布锂电池隔膜。
[0020]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0021]本专利技术首先对聚烯烃纤维进行硫酸氧化处理，氧化处理为纤维表面含氧官能团暴露，提高了纤维亲水性和反应活性；在过氧化二异丙苯作用下，聚烯烃分子热分解生成更多活泼的游离基，是聚烯烃表面碳链上生成更多的反应活性点，从而将乙二胺基乙磺酸钠分子接枝到聚烯烃分子链上，大幅度改善聚烯烃纤维的亲水性、耐热性和与其他组分的相容性。
[0022]接枝处理后的聚烯烃与辛醇作用，在聚烯烃分子上引入烷基链，从而提高聚烯烃纤维的亲油性。通过改性使其表面具有丰富的官能团，同时具有亲水的基团和亲油的基团，有利于提高隔膜润湿性，便于后续涂覆无机涂层或者PVDF涂层。
[0023]使用聚烯烃纤维与纤维素纤维混合制备隔膜，纤维素纤维预先经酸蚀处理，纤维表面粗糙度变大，具有大量的孔隙，再加入聚甲基丙烯酸酯微球、硅烷偶联剂混合形成分子网络结构，增强纤维素纤维的机械强度和耐热性能；由于纤维素表面粗糙度的存在，加之与聚烯烃纤维交织混合时形成的大量孔隙，一方面可提高隔膜表面的浸润性，另一方面为离子传输提供通道，提高隔膜的电导率。
具体实施方式
[0024]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]一种高润湿型无纺布锂电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
[0027](1)将聚烯烃纤维放入硫酸溶液中，质量比为1：200，超声搅拌，取出聚烯烃纤维，去离子水抽滤、洗涤至pH为7.2，加入乙二胺基乙磺酸钠溶液，搅拌均匀，加入过氧化二异丙苯，升温至130℃，反应3h，过滤，去离子水洗涤，恒温干燥，备用；
[0028](2)将步骤(1)得到的聚烯烃纤维加入到辛醇溶液中，滴加硫酸，水浴加热，搅拌，反应1h，过滤，采用无水乙醇洗涤聚烯烃纤维，恒温干燥，得到改性聚烯烃纤维；
[0029](3)取纤维素纤维，浸入硫酸溶液中，升温至50℃，静置30min，过滤，去离子水洗涤，加入聚甲基丙烯酸酯微球、硅烷偶联剂，分散均匀，静置10min，恒温干燥；加入步骤(2)制备得到的改性聚烯烃纤维混合；再向其中加入分散剂中，疏解1h，继续加入粘结剂，搅拌均匀，得到混合浆液；取混合浆液注入抄纸机进行抄纸成型，热压干燥，热压温度为40℃，制得高润湿型无纺布锂电池隔膜成品。
[0030]其中，步骤(1)中聚烯烃纤维为聚乙烯纤维或聚丙烯纤维中的任意一种，纤维长度为3mm；超声搅拌的时间为0.5h。
[0031]步骤(2)中的干燥温度为50℃，干燥时间为3h。
[0032]步骤(3)中的纤维素纤维为棉纤维与木质素纤维的混合纤维，质量比为1：0.5；分散剂为聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚羧酸钠盐中的任意一种或多种；粘结剂为聚丙烯酸酯类、丙烯腈多元共聚物、丁苯橡胶中的任意一种或多种；聚烯烃纤维、纤维素纤维、水、分散剂、粘结剂的质量比为1：1：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高润湿型无纺布锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将聚烯烃纤维放入硫酸溶液中，超声搅拌，取出聚烯烃纤维，去离子水抽滤、洗涤，加入乙二胺基乙磺酸钠溶液，搅拌均匀，加入过氧化二异丙苯，升温反应，过滤，去离子水洗涤，恒温干燥；(2)将步骤(1)得到的聚烯烃纤维加入到辛醇溶液中，滴加硫酸，水浴加热，搅拌反应，过滤，洗涤，恒温干燥，得到改性聚烯烃纤维；(3)取纤维素纤维，浸入硫酸溶液中，升温静置，过滤，去离子水洗涤，加入聚甲基丙烯酸酯微球、硅烷偶联剂，分散均匀，静置，恒温干燥；加入步骤(2)制备得到的改性聚烯烃纤维混合；再向其中加入分散剂中，疏解，继续加入粘结剂，搅拌均匀，得到混合浆液；取混合浆液注入抄纸机进行抄纸成型，热压干燥，制得高润湿型无纺布锂电池隔膜成品。2.根据权利要求1所述的一种高润湿型无纺布锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将聚烯烃纤维放入硫酸溶液中，质量比为1：200～600，超声搅拌，取出聚烯烃纤维，去离子水抽滤、洗涤至pH为7.0～7.5，加入乙二胺基乙磺酸钠溶液，搅拌均匀，加入过氧化二异丙苯，升温至130～135℃，反应3～4h，过滤，去离子水洗涤，恒温干燥，备用；(2)将步骤(1)得到的聚烯烃纤维加入到辛醇溶液中，滴加硫酸，水浴加热，搅拌，反应1～2h，过滤，采用无水乙醇洗涤聚烯烃纤维，恒温干燥，得到改性聚烯烃纤维；(3)取纤维素纤维，浸入硫酸溶液中，升温至50～60℃，静置30～40min，过滤，去离子水洗涤，加入聚甲基丙烯酸酯微球、硅烷偶联剂，分散均匀，静置10～20min，恒温干燥；加入步骤(2)制备得到的改性聚烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梦佳，张立斌，陈朝晖，
申请(专利权)人：江苏厚生新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：