本发明专利技术涉及一种锂离子电池隔膜多孔柔性基材及制备方法，其中，该多孔柔性基材是由超细涤纶纤维和玻璃纤维为结构纤维，水溶性维尼纶纤维为粘结纤维通过斜网圆网双网脱水湿法抄造得到的。采用本发明专利技术提供的多孔柔性基材制备的锂离子电池隔膜，使隔膜具有热收缩性小、热稳定性好，孔径小，孔隙分布均匀，孔隙率高等特点，满足了技术要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池材料及其制备方法，尤其是一种锂离子电池隔膜用多孔柔性基材及其制备方法。
技术介绍
1991年日本索尼公司成功地推出了商品锂离子电池以来，锂离子电池已成为手 机、笔记本电脑和数码电子产品的主导电源。近年来动力锂离子电池以其能量密度和功率 密度都较大、无记忆效应、自放电较小以及循环寿命较长等特点已成功的应用于车载动力 电池。动力锂离子电池及隔膜材料的产品及研发成为新能源动力汽车发展的关键核心技 术。 锂离子动力电池的隔膜是锂离子电池重要的组成材料，通常是薄的多孔绝缘材 料，它具有高的离子透过性和好的机械强度，并对各种化学物质和化学溶剂具有长期稳定 性。因此，利用隔膜的不导电性将电池的正负极隔开，防止两电极接触而短路；同时依靠隔 膜自身的多微孔结构，让离子容易通过，保持正负极间良好的离子导电性。到外部由于发生 短路或错误连接使电池内部产生非常大的电流时，电池内部温度升高至一定程度时，隔膜 将发生热熔化而导致微孔结构关闭，从而切断电流，使电池停止工作，确保电池安全。因此， 隔膜对于电池的使用寿命有很大影响。 锂离子动力电池用于高功率动力电源使用时，自身发热产生高温，易引起电池热 失控以及隔膜收縮造成短路击穿，对动力电池威胁极大，安全性已成为动力电池发展中的 关键因素之一。目前使用的隔膜主要由多孔有机聚合物隔膜构成。典型的有机隔膜有聚乙 烯、聚丙烯、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合膜。多孔膜的工业生产方法主要有两种方法 相分离法(湿法)和拉伸致孔法(干法)。前者为将高分子和溶剂在高温下的均匀混合物 进行相分离，形成多孔性膜。在工业上，主要是以高密度聚乙烯作为主要原料，与溶剂在高 温下熔融混合后，冷却、成膜，将挥发性溶剂除去后得到多孔结构。拉伸致孔法则是将聚合 物从模具口中挤出，以高拉伸比(拉伸速度/挤出速度)进行拉伸，得到片材，然后热处理， 得到高度取向的多层结构。再进行进一步拉伸，将结晶界面进行剥离，形成多孔结构。在拉 伸热定型工艺中存在记忆效应，受热后易收縮。另一方面聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃的熔点较 低，聚乙烯约为12(TC，聚丙烯约为160°C。当电池温度超过熔点时，隔膜熔化、隔膜的阻隔 作用消失，正负极产生接触短路，易引起电池燃烧爆炸。 美国专利US2005084761公开了一种用于电池的隔膜及其制造方法，该制造方法 包括，提供具有大量空洞和其表面和内部具有涂层的片状柔性基材，其中所述涂层是多孔 电绝缘的陶瓷涂层，且所述基材的材料选自聚合物和/或天然纤维的织造或非织造不导电 纤维。专利CN101281961A中提供了一种改善上述美国专利中的多孔电绝缘陶瓷涂层，使锂 离子电池隔膜耐高温性能提高的涂层混合物。但在以上两种方法中，所用基材的制造方法 均为织造或非织造不导电纤维，基材匀度相对来说比较差，容易造成孔径 分布不均。
技术实现思路
本专利技术一个目的在于提供一种以超细涤纶纤维为主，玻璃纤维和水溶性维尼纶纤 维为辅制成的锂离子电池隔膜多孔柔性基材，其具有热稳定好、热收縮性小，得到的基材孔 径小，孔隙率高，离子导电性好，隔膜电阻小等优点。 为了达到上述目的，本专利技术提供了一种锂离子电池隔膜用多孔柔性基材，其特征 在于，为将结构纤维及粘结纤维通过湿法抄造得到的。 进一步，所述结构纤维由50-80重量份的超细涤纶纤维及15-40重量份的玻璃纤 维组成，所述粘结纤维为5-10重量份的水溶性维尼纶纤维。 所述超细涤纶纤维的长度为3-6mm，纤维细度为0. 001_0. 3D。涤纶纤维具有优良 的耐皱性、弹性和尺寸稳定性，有良好的电绝缘性能，耐摩擦，有较好的耐化学试剂性能，能 耐弱酸及弱碱。 所述玻璃纤维为中碱玻璃纤维，纤维直径为1-3 ii m，长度为3-6mm。玻璃纤维主要 成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等，根据玻璃中碱含量的多少，可 分为无碱玻璃纤维(氧化钠0% 2%，属铝硼硅酸盐玻璃)、中碱玻璃纤维(氧化钠8% 12%，属含硼或不含硼的钠钙硅酸盐玻璃)和高碱玻璃纤维(氧化钠13%以上，属钠钙硅酸 盐玻璃)。其中，本专利技术所使用的玻璃纤维为中碱玻璃纤维。 所述水溶性维尼纶纤维的长度为3-6mm，纤维直径为13-22 y m，60_90°C可溶于 水。 本专利技术的另一个目的在于提供了该种多孔柔性基材的制备方法，该制备方法包括 超细涤纶纤维和玻璃纤维的斜网、圆网双网脱水的湿法抄造过程，能够提高柔性基材的匀 度，保持较好的孔隙分布。 为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了的湿法抄造方法，其特征在于，步 骤为 步骤1、将超细涤纶纤维、玻璃纤维以及水溶性维尼纶纤维按一定比例混合，加入 水制成浆料； 步骤2、将乳液有机硅类消泡剂、聚醚型消泡剂、浆内分散剂以及网前分散剂分别 加入水配成溶液后，按比例混合制成辅料； 步骤3、将第1步得到的浆料以及第2步得到的辅料混合，加入水制成重量浓度为 0. 03-0. 08%的浆液; 步骤4、将得到的桨液依次进行斜网、圆网脱水，将双网脱水后的两层湿纸页层合 成单一的纸层，并通过压辊压榨除去纸层中的过多的水分，干度达到25-30wt^，再经烘缸 烘干后，进行软压光、巻曲、复巻、分切成柔性基材盘纸成品。 为了改善锂离子电池隔膜柔性基材的匀度以及孔隙率，本专利技术采用斜网圆网双网 组合的湿法抄造成型工艺，提高了多孔柔性基材的匀度以及孔隙率。 本专利技术采用超细涤纶纤维和玻璃纤维两种纤维进行混合抄造，超细涤纶纤维作为 骨架，玻璃纤维作为填充，并且超细涤纶纤维的纤维直径为5. 0 ii m以下，玻璃纤维的直径 为1-3 ii m，保证了多孔柔性基材孔径小、孔隙率高的特点。涤纶纤维的熔点为255 260°C， 玻璃纤维的熔点可以达到IOO(TC以上，由此得到的柔性基材热收縮性小，可以承受较高的 电池温度，能有效防止隔膜的热收縮变形及熔化，增加了动力电池的热稳定性和安全性。4 本专利技术提供的生产方法不同于织造和非织造的方法，采用目前造纸方法上较成熟 的斜网和圆网双网组合的湿法成型工艺，大大提高柔性基材的匀度，减小了柔性基材的孔 径，很大的提高了基材孔隙率。 本专利技术采用化学纤维湿法抄造锂离子电池隔膜柔性基材，所制得的锂离子电池隔 膜柔性基材厚度为8-20 m，纵横向拉伸强度为60-180MPa，孔隙率为50-70% ，孔径分布指 数O. l-2，透气性Gurly值2-40s/50ml等不同规格。并且这种多孔柔性基材具有孔隙率高， 各方面强度均匀，孔径小，孔隙率高的优点，并且生产方法简单易行。附图说明 图1为使用斜网、圆网双层造纸机将斜网湿纸页整体地层合于圆网湿纸页的双层 层和造纸步骤。具体实施例方式以下结合实施例对本专利技术的锂离子电池隔膜柔性基材及其生产方法进行详细说 明。 实施例1 步骤1、将80重量份的超细涤纶纤维、15重量份的玻璃纤维以及5重量份的水溶 性维尼纶纤维混合并加入水制成浆料。 本实施例中的超细涤纶纤维采用上海石化股份有限公司涤纶厂的0. 3D超细涤纶 纤维，其长度为6mm。玻璃纤维采用中材科技股份有限公司的中碱玻璃纤维棉，纤维平均直 径为3iim，纤维长度为3mm。水溶性维尼纶纤维为中国石化集团四川维尼纶厂生产，型号为 S-7型，其长度为3mm，直本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池隔膜用多孔柔性基材，其特征在于，为将结构纤维及粘结纤维通过湿法抄造得到的。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戚永宜，吴立群，刘攀，
申请(专利权)人：中国海诚工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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