一种水系锌离子电池用隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水系锌离子电池用复合隔膜及其制备方法，属于隔膜制备技术领域。其特征在于：基于熔喷非织造技术与抽滤技术制备了水系锌离子电池用复合隔膜，隔膜内纤维形态良好，纤维直径及孔径分布均匀，孔隙率较高，具有良好的亲水性和优异的力学性能。所述复合隔膜采用熔喷非织造工艺制备的热塑性聚氨酯弹性体(TPU)非织造布作为基体，基体的至少一个表面制备有纤维素层。本发明专利技术制备的水系锌离子电池用隔膜，表层的纤维素可以结合大量水分子，改善隔膜亲水性，有利于减少锌电极接触水系电解液而被腐蚀，从而有效抑制锌枝晶的生长；充当基体的TPU非织造布具有优异的机械性能，能够有效防止隔膜被枝晶刺破，从整体上提高了水系锌离子电池的电化学性能和循环寿命。本发明专利技术的制备方法简单易行有效、对环境友好，适用于规模化低成本的生产。适用于规模化低成本的生产。适用于规模化低成本的生产。

【技术实现步骤摘要】
一种水系锌离子电池用隔膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及水系锌离子电池
，具体涉及一种水系锌离子电池用隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]安全储能系统对于利用可再生能源，构建清洁能源体系至关重要。由于锂离子电池具有能量密度高，循环寿命长，质量轻等优点，已被广泛应用于小型便携式消费电子产品供电领域。目前锂离子电池已经成为最主要的储能器件之一，并正在向大容量化和高倍率化发展。但易燃有机电解质和昂贵的电极材料带来的高昂成本，较低的安全性和环境问题等问题，使得锂离子电池在大规模储能系统和可穿戴式电子产品等领域的应用面临障碍。
[0003]与有机电解质电池相比，水系电池采用低成本，高安全性，易加工，环境友好的水系电解质，有效避免了有机电解质易燃，泄露等安全问题，且其可在空气中完成组装。因此，水系电解质有望成为锂离子电池的理想候选材料之一，在便携电子设备、大规模储能领域具有广泛的应用前景。近年来，各种基于单价和多价金属离子(Li
+
，Na
+
，K
+
，Zn
2+...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水系锌离子电池用隔膜，其特征在于，以高分子聚合物切片为原料，采用熔喷非织造技术制备TPU非织造布作为基体，并在基体的至少一个表面制备纤维素层，隔膜内纤维形态良好、分布均匀，TPU纤维平均直径范围在12
‑
18μm之间，纤维素纤维平均直径范围在20
‑
30nm之间，所述隔膜中包含孔径范围为12.5
‑
15.9μm，隔膜的孔隙率大于80％，接触角60
°‑
85
°
，断裂强度6.9
‑
8.2Mpa。2.根据权利要求1所述一种水系锌离子电池用隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)TPU非织造布基体的制备：将一定量的TPU聚合物切片置于电热恒温干燥箱中干燥，然后通过熔体过滤器和计量泵输送至喷丝板进行熔喷纺丝，得到TPU非织造布基体；(2)TPU/纤维素复合隔膜的制备：将一定量的纤维素加入去离子水中，在室温下磁力搅拌均匀，得到纤维素在去离子水中的分散液，采用抽滤法在上述步骤(1)制备的TPU非织造布基体的至少一个表面上制备纤维素层，置于烘箱内烘干，得到TPU/纤维素复合隔膜；(3)TPU/纤维素水系锌离子电池用隔膜的制备：为提高电解液对隔膜的浸润效果，将上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：鞠敬鸽，张艺璇，胡伟，陈博飞，康卫民，黄宇婷，史佳丽，陈燕飞，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：