【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池材料，具体涉及一种锂电池石墨烯改性隔膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂电池隔膜是一种位于正极和负极之间的薄膜，是锂离子电池的重要组成部分，主要起到阻隔正负极电子传递，防止短路，以及让锂离子正常通过以使其在正负极间传递，使电池正常工作的作用。锂电池隔膜通常由聚合物材料制成，如聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)等。
2、锂电池隔膜的主要功能包括：(1)隔离正负极：隔膜能够有效地将正负极隔离开来，防止直接接触和短路。(2)传递锂离子：隔膜具有微孔结构，可以允许锂离子在充放电过程中通过，从而实现电池的充放电。(3)阻止电解液中其他离子的流动：隔膜能够阻止电解液中的其他离子和电子的流动，以保持正负极之间的离子迁移。(4)提供机械支撑：隔膜还可以提供机械支撑，保持正负极的间距和稳定性。隔膜的性能对锂电池的性能和安全性有重要影响，优质的隔膜应具有较高的离子导电性、较低的电阻和较好的机械强度。
3、目前，石墨烯隔膜已有相关的应用研究，石墨烯薄膜作为一种新材料，具有很好的导电性和高温稳定性，其在锂电池隔膜中的应用也越来越受到研究者的关注。但是目前锂电池石墨烯隔膜薄还存在一些不足，包括如下方面：(1)石墨烯具有易团聚的特性，用其作为隔膜原料会增大隔膜的制备难度，处理方法不当还会降低隔膜的使用性能；(2)石墨烯具有导电性，在隔膜中使用不当会使锂电池隔膜存在一定的安全隐患，甚至导致电池产生短路进而无法正常工作。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决
2、为了达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种锂电池石墨烯改性隔膜，包括隔膜基膜和隔膜涂料，所述隔膜涂料由以下重量份的原料制成：石墨烯10-20份、氧化铁镍锌1-3份、甲基丙烯酸甲酯0.5-1份、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯3-8份、纳米碳酸钙0.5-1.5份、aeo-7 0.1-0.5份、1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2-嘧啶酮0.1-0.5份以及聚丙烯酸钠0.5-5份。
4、所述锂电池石墨烯改性隔膜的制备方法，包括如下步骤：
5、(1)将石墨烯与3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯、1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2-嘧啶酮混匀，并于80-100℃静置1-2h得到混合物a；
6、(2)将aeo-7加入水中混匀得到混合液b，将混合液b和氧化铁镍锌加入混合物a中混合，得到混合物c；
7、(3)将混合物c进行超声震荡，震荡频率为30-80khz，震荡温度为40-120℃，震荡时间为20-60min，超声震荡后得到混合物d；
8、(4)将甲基丙烯酸甲酯、纳米碳酸钙和聚丙烯酸钠依次加入到混合物d中混合均匀，得到隔膜涂料；
9、(5)选择聚烯烃隔膜作为隔膜基膜，将隔膜涂料涂布于隔膜基膜上，得到复合膜，将复合膜于80-100℃温度下干燥，即可得到锂电池石墨烯改性隔膜。
10、进一步的，步骤(3)中，所述超声震荡为分级震荡方式，按照如下级数依次进行震荡：
11、一级震荡：震荡频率为30-40khz，震荡温度为40-60℃，震荡时间为5-20min；
12、二级震荡：震荡频率为60-80khz，震荡温度为100-120℃，震荡时间为5-10min；
13、三级震荡：震荡频率为40-50khz，震荡温度为70-80℃，震荡时间为10-30min。
14、进一步的，步骤(2)中，所述水的加入量为所述隔膜涂料的原料总重量的10-20％。
15、进一步的，步骤(4)中，所述混合的方式为球磨混合。
16、进一步的，步骤(5)中，所述隔膜基膜为pe膜或pp膜。
17、进一步的，步骤(5)中，所述隔膜基膜的厚度为8-20μm，平均孔径为0.03-0.12μm，孔隙率为40-50％。
18、进一步的，步骤(5)中，所述隔膜涂料的涂覆厚度为2-8μm。
19、本专利技术还提供所述的一种锂电池石墨烯改性隔膜在锂离子电池中的应用，所述锂离子电池包括正极、负极以及将正极和负极分隔开的所述锂电池石墨烯改性隔膜。
20、本专利技术的有益效果如下：
21、本专利技术在隔膜涂料中使用了石墨烯，能够促进锂离子传输，提高锂离子的传递效率，且具有较低的电阻，进而提高锂电池的充放电性能；加入的aeo-7、氧化铁镍锌和3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯能够起到使石墨烯均匀分布、协同辅助提高石墨烯性能，起到增效的作用，提高隔膜综合性能；加入的纳米碳酸钙和甲基丙烯酸甲酯能够相互配合提高隔膜的力学强度；加入的1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2-嘧啶酮和聚丙烯酸钠能够提高锂电池石墨烯改性隔膜的安全性，确保锂电池的正常使用。本专利技术根据所使用原料特性，先在一定温度下对石墨烯进行预处理，再进行分级超声震荡等处理，通过特殊的制备工艺能够有效提高锂电池石墨烯改性隔膜的综合性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种锂电池石墨烯改性隔膜，其特征在于：包括隔膜基膜和隔膜涂料，所述隔膜涂料由以下重量份的原料制成：石墨烯10-20份、氧化铁镍锌1-3份、甲基丙烯酸甲酯0.5-1份、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯3-8份、纳米碳酸钙0.5-1.5份、AEO-7 0.1-0.5份、1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2-嘧啶酮0.1-0.5份以及聚丙烯酸钠0.5-5份。
2.权利要求1所述锂电池石墨烯改性隔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述锂电池石墨烯改性隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述超声震荡为分级震荡方式，具体按照如下级数依次进行震荡：
4.如权利要求2所述锂电池石墨烯改性隔膜的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述水的加入量为所述隔膜涂料的原料总重量的10-20％。
5.如权利要求2所述锂电池石墨烯改性隔膜的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，所述隔膜基膜为PE膜或PP膜。
6.如权利要求2所述锂电池石墨烯改性隔膜的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，所述隔膜基膜的厚度为8-20μm
7.如权利要求2所述锂电池石墨烯改性隔膜的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，所述隔膜涂料的涂覆厚度为2-8μm。
8.权利要求1所述的一种锂电池石墨烯改性隔膜在锂离子电池中的应用，其特征在于：所述锂离子电池包括正极、负极以及将正极和负极分隔开的所述锂电池石墨烯改性隔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种锂电池石墨烯改性隔膜，其特征在于：包括隔膜基膜和隔膜涂料，所述隔膜涂料由以下重量份的原料制成：石墨烯10-20份、氧化铁镍锌1-3份、甲基丙烯酸甲酯0.5-1份、3-异丙基-二甲基苄基异氰酸酯3-8份、纳米碳酸钙0.5-1.5份、aeo-7 0.1-0.5份、1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2-嘧啶酮0.1-0.5份以及聚丙烯酸钠0.5-5份。
2.权利要求1所述锂电池石墨烯改性隔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.如权利要求2所述锂电池石墨烯改性隔膜的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述超声震荡为分级震荡方式，具体按照如下级数依次进行震荡：
4.如权利要求2所述锂电池石墨烯改性隔膜的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：凌晨东，何敏华，
申请(专利权)人：广西华政新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。