一种隔膜纸及制备方法、电池技术

本发明专利技术公开一种隔膜纸及制备方法和电池，涉及电池技术领域，以解决现有的隔膜纸高温收缩率大、抗张强度低且对电解液浸润性低的问题。该隔膜纸包括纤维纸基以及形成在纤维纸基表面的亲水层，亲水层至少含有亲水性气凝胶层，纤维纸基为聚多巴胺修饰的纤维纸基。该制备方法用于制备该隔膜纸，该电池使用了该隔膜纸。本发明专利技术提供的隔膜纸及制备方法和电池用于提高电池的安全性。提高电池的安全性。提高电池的安全性。

Diaphragm paper, preparation method and battery

【技术实现步骤摘要】
一种隔膜纸及制备方法、电池


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种隔膜纸及制备方法、电池。

技术介绍

[0002]随着新能源电池技术的发展，离子电池被广泛应用于各个领域。隔膜是离子电池中的关键材料，主要作用是隔绝电池正负极、防止短路、储存电解液、运输离子、隔绝电子。
[0003]目前已商业化的隔膜主要是聚烯烃隔膜，由于其高温收缩率大、抗张强度低、安全性能差，充放电过程中对电解液浸润性低，因此不能满足高安全的大规模离子电池的储能需求。因此，需要开发一种具有热稳定性、高抗张强度、对电解液高浸润性等性能特征的隔膜纸。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种隔膜纸及制备方法、电池，提高了隔膜纸的热稳定性、抗张强度和对电解液的浸润性，从而提高了电池的安全性。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种隔膜纸，包括纤维纸基以及形成在所述纤维纸基表面的亲水层，所述亲水层至少含有亲水性气凝胶层，所述纤维纸基为聚多巴胺修饰的纤维纸基。
[0006]与现有技术相比，本专利技术提供的隔膜纸具有以下优势：
[0007]本专利技术提供的隔膜纸中，纤维纸基为聚多巴胺修饰的纤维纸基，利用聚多巴胺的强黏附性、良好的生物相容性和优异的光热转换性，可以使得被聚多巴胺修饰的纤维纸基具有很好的相容性。本专利技术的隔膜纸中亲水层至少含有亲水性气凝胶层，由于亲水性气凝胶层的抗张强度强、柔韧性高且具有优异的隔热保温性能，因此，当在纤维纸基表面形成亲水层，可以提高充放电过程中对电解液的浸润性，并且在一定程度上提高纤维纸基表面的抗张强度、对电解液的浸润性以及热稳定性。同时，由于聚多巴胺具有超强黏性，能够将气凝胶紧密粘结，从而降低了隔膜纸的掉渣现象，使得亲水性气凝胶在纤维纸基表面能稳定存在，从而保证纤维纸基表面的性能稳定。另外，本专利技术提供的隔膜纸中，亲水性气凝胶层质量轻，还可以降低隔膜纸的定量。
[0008]由上可见，本专利技术提供的隔膜纸可以在纤维纸基上形成亲水层，从而提高了隔膜纸的对电解液的浸润性、抗张强度和热稳定性，还降低了隔膜纸的定量。
[0009]第二方面，本专利技术还提供一种隔膜纸的制备方法，包括：
[0010]将聚多巴胺包覆的纤维抄造成纤维纸基；
[0011]在纤维纸基的至少一个表面形成亲水层。
[0012]与现有技术相比，本专利技术提供的隔膜纸的制备方法的有益效果与第一方面隔膜纸的有益效果相同，此处不做赘述。
[0013]第三方面，本专利技术还提供一种电池，所述电池包括第一方面提供的隔膜纸。
[0014]与现有技术相比，本专利技术提供的电池的有益效果与第一方面隔膜纸的有益效果相
同，此处不做赘述。
附图说明
[0015]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0016]图1为本专利技术实施例的电池的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术实施例的隔膜纸的结构示意图；
[0018]图3为本专利技术实施例的隔膜纸的制备方法的流程示意图；
[0019]附图标记：
[0020]100
‑
电池，101
‑
隔膜纸，102a
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正极，102b
‑
正极材料，103a
‑
负极，103b
‑
负极材料，200
‑
隔膜纸，201
‑
纤维纸基，202
‑
亲水层。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0023]隔膜纸是离子电池中的关键材料，作用主要是隔绝电池正负极、防止短路、储存电解液、运输离子和隔绝电子。
[0024]本专利技术实施例提供一种电池，其可以包括本专利技术实施例的隔膜纸，以提高隔膜纸对电解液的浸润性、抗张强度和热稳定性，应理解，该电池还可以包括正极、正极材料、负极和负极材料。可以定义隔膜纸具有相对的第一表面和第二表面，正极材料位于正极和第一表面之间，负极材料位于负极和第二表面之间。图1示出了本专利技术实施例的电池的结构示意图，如图1所示，本专利技术实施例的电池100包括隔膜纸101，分布在隔膜纸101两侧的正极材料102b、正极102a和负极材料103b、负极103a。
[0025]在实际应用中，本专利技术实施例的电池可以为锂离子电池、钠离子电池，也可以为其他离子电池，此处不做详述。
[0026]本专利技术实施例提供的一种隔膜纸，可以应用于上述电池。图2示出了本专利技术实施例的隔膜纸的结构示意图。如图2所示，本专利技术实施例的隔膜纸200包括纤维纸基201以及形成在纤维纸基表面的亲水层202，亲水层202至少含有亲水性气凝胶层。上述纤维纸基为聚多巴胺修饰的纤维纸基。
[0027]相较于现有的隔膜纸主要是聚烯烃隔膜纸，由于隔膜纸的高温收缩率大、抗张强度低、安全性能差，充放电过程中对电解液浸润性低，不能满足高安全的大规模钠离子电池的储能需求。本专利技术提供的隔膜纸中，纤维纸基为聚多巴胺修饰的纤维纸基，由于聚多巴胺具有强黏附性、良好的生物相容性和优异的光热转换性，因此，被聚多巴胺修饰的纤维纸基具有很好的相容性。本专利技术的隔膜纸中亲水层至少含有亲水性气凝胶层，由于亲水性气凝
胶层的抗张强度强、柔韧性高且具有优异的隔热保温性能，因此，用亲水性气凝胶在纤维纸基表面形成亲水层后，可以提高充放电过程中对电解液的浸润性，并且在一定程度上提高纤维纸基表面的抗张强度、对电解液的浸润性以及热稳定性。同时，由于聚多巴胺具有超强黏性，能够将气凝胶紧密粘结，从而降低了隔膜纸的掉渣现象，使得亲水性气凝胶在纤维纸基表面能稳定存在。而且，由于亲水性气凝胶层质量轻，还可以降低隔膜纸的定量。
[0028]由上可见，本专利技术提供的隔膜纸可以在纤维纸基上形成亲水层，从而提高了隔膜纸的吸液保液率、抗张强度和热稳定性，还降低了隔膜纸的定量。
[0029]在一种可实现的方式中，本专利技术实施例的纤维纸基含有的纤维被聚多巴胺修饰，聚多巴胺包覆纤维。由于聚多巴胺具有强黏附性、良好的生物相容性和优异的光热转换性，因此，被聚多巴胺修饰的纤维具有很好的相容性。
[0030]在实际应用中，纤维纸基含有的纤维可以定义为合成纤维，该合成纤维包括聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、氯纶、维纶、氨纶中的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔膜纸，其特征在于，包括纤维纸基以及形成在所述纤维纸基表面的亲水层，所述亲水层至少含有亲水性气凝胶层，所述纤维纸基为聚多巴胺修饰的纤维纸基。2.根据权利要求1所述的隔膜纸，其特征在于，所述纤维纸基含有的纤维被聚多巴胺修饰，所述聚多巴胺包覆所述纤维；和/或，所述亲水性气凝胶层具有纳米多孔网络结构。3.根据权利要求1所述的隔膜纸，其特征在于，所述纤维包括聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维、氯纶、维纶和氨纶中的至少一种。4.根据权利要求1～3任一项所述的隔膜纸，其特征在于，所述亲水性气凝胶层含有的亲水性气凝胶为表面改性剂修饰的气凝胶；和/或，所述亲水性气凝胶层含有的亲水性气凝胶为混合有表面改性剂的气凝胶。5.根据权利要求4所述的隔膜纸，其特征在于，所述气凝胶与所述表面改性剂的质量比为(4～6)：1；和/或，所述表面改性剂为季铵盐类表面改性剂、硫酸盐类表面改性剂以及甜菜碱类表面改性剂中的至少一种。6.根据权利要求1～3任一项所述的隔膜纸，其特征在于，所述亲水层还含有助剂，所述助剂包括溶解剂、分散剂、流动剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋佃凤，方帅男，吴立群，郁国强，王燕，
申请(专利权)人：山东仁丰特种材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：