本发明专利技术公开了一种锂离子二次电池用改性隔膜的制备方法及制得的改性隔膜和制备装置，其目的在于解决现有锂电池改性隔膜技术存在的不足。本发明专利技术具体步骤为：步骤①：将特种纤维，或将氧化物和粘结剂，均匀分散于有机溶剂中制成复合混合液，有机溶剂中添加有助溶剂；步骤②：通过静电纺丝法将步骤①得到的复合混合液均匀喷涂于聚烯烃基膜上进行复合形成初级复合膜；步骤③：对步骤②得到的初级复合膜进行烘干和溶剂回收处理，最后得成品。本发明专利技术的制备方法操作方便、可实现规模化生产、环保、可行性强。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉 及锂离子电池生产
，特别涉及一种锂离子二次电池用改性隔膜的制备方法及制得的改性隔膜和制备装置。
技术介绍
近年来，由于环境污染和能源匮乏的压力，迫使各国努力寻找新的绿色、环保、可持续发展的能源。20世纪90年代出现的绿色高能环保锂离子电池，由于其能量密度高、循环寿命长、工作电压高等优点，使其成为最受瞩目的动力电源之一。锂离子电池隔膜作为电池的核心材料之一，对电池的界面结构、内阻、循环性能以及安全性能等特性具有重要的影响，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。聚烯烃材料具有优异的力学性能、化学稳定性和相对廉价的特点，因此聚乙烯 (PE)，聚丙烯(PP)等聚烯烃微孔膜是目前商品化的锂离子电池隔膜。一般情况下，这种微孔膜具有较好的透气性和透液性，能够满足电池的使用要求。但是PE微孔膜、PP微孔膜或者PP-PE复合微孔膜的熔点都较低(其中PE微孔膜闭合温度低于140度，而PP微孔膜闭合温度也不超过170度)，当电池在较高的温度下，如超过PP或PE的破坏温度时，聚烯烃材料会完全熔化、破坏，导致正负极材料直接短路，从而引起电池着火乃至爆炸。这对锂离子电池的应用造成了较大的隐患，因此，在不降低现有隔膜性能的基础上进一步提高现有隔膜的耐高温特性成为了锂电池领域一项新的技术挑战。日本专利JP-A-63-308866公开了通过层压包括低熔点PE和高熔点PP的单层薄膜获得具有高强度和高温特性的微孔薄膜的方法。然而，隔膜内阻因层压升高较大，对电池的倍率、功率性能影响较大。日本专利JP-A-10-298325提出了一种在停机特性(SD特性)和耐热性之间具有优良平衡的多孔膜。然而该专利技术使用聚降冰片烯不仅增加了成本，而且还由于多孔膜通过特殊反应合成，因此存在副产品，导致注液后电池的杂质含量上升，直接影响电池的循环寿命。同时，由于难以充分控制反应条件，使得聚降冰片烯可能2单凝胶体交联，因此多孔膜的耐热性和机械强度可能较差。公开号CN1512607A的专利技术，公开了一种多孔膜、含该膜的电池隔板和用该隔板的非水电解质电池，该多孔膜含有乙烯_丙烯-亚乙基降冰片烯三元共聚物，通过三者的交流作用提高强度和耐热性能。但同样因为使用了超高分子量聚乙烯和降冰片烯提高了成本， 而且也是采用传统的热塑性材料PE/PP为主，热收缩率相对较大，不能从根本上很好的解决停机特性和耐热性能之间的平衡关系，同时从其所描述的内容看，采用超高分子量材料还会引起静电现象。公开号CN101209609A的专利技术公开了一种聚烯烃复合薄膜及其制备方法和用途。 但是该方法是通过溶剂挥发法在聚烯烃表面涂层，溶剂挥发形成的孔贯穿性差，即使形成的孔分布也不均勻，导致电池的透气性差，从而极大影响了电池的性能。除了 PP-PE微孔膜外，德固赛制成了使用由氧化铝、氧化锆和氧化硅组成的特殊混合物高柔性聚合物无纺布SEPARI0N。其熔点高于250°C，同时具有较为优良的低温性能， 但是这种隔膜力学强度较差，在组装过程中容易断裂造成安全隐患，目前尚未得到大规模应用。上述方法所制隔膜都存在各自的缺陷，无法真正替代现有PP-PE体系微孔膜，实现规模化量产
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于现有锂电池改性隔膜技术存在的上述不足，提供一种操作方便、可实现规模化生产、环保、可行性强的锂离子二次电池用改性隔膜的制备方法。本专利技术的目的之二在于提供通过上述方法制得的锂离子二次电池用改性隔膜，它具有优异的耐高温性能和力学性能，表面孔隙均勻，透气性好。本专利技术的目的之三在于提供一种用于制备锂离子二次电池用改性隔膜的装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种锂离子二次电池用改性隔膜的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤步骤①将特种纤维，或将氧化物和粘结剂，均勻分散于有机溶剂中制成复合混合液， 分散时间为0. 5飞0小时，所述的有机溶剂中添加有助溶剂；步骤②通过静电纺丝法将步骤①得到的复合混合液均勻喷涂于聚烯烃基膜上进行复合形成初级复合膜，纺丝温度为 30^95 0C ；步骤③对步骤②得到的初级复合膜进行烘干和溶剂回收处理，所述的烘干和溶剂回收处理为从初级复合膜上方向初级复合膜通8(T12(TC热风处理广20分钟，最后得成品。本专利技术以商业化应用广泛的聚烯烃隔膜作为基膜，并通过静电纺丝法将复合混合液与基膜进行静电纺丝复合处理，最后通过溶剂烘干和溶剂回收处理，制得成品。静电纺丝法是一种制备超细纤维的重要方法，所制纤维较细、比较面积大、分布均勻等特点，同时纺丝设备简单易行，这些优点使其在锂电池隔膜具有广阔的应用前景。本专利技术改性隔膜的成品厚度在6. 5mnT75mm。作为优选，按占复合混合液的重量百分比计特种纤维为广50%，有机溶剂为广80%，助溶剂为广20%。特种纤维进一步优选为20 30%，有机溶剂进一步优选为60 80%，助溶剂进一步优选为2 10%。作为优选，按占复合混合液的重量百分比计氧化物为广50%，粘结剂为2 15%，有机溶剂为20 80%，助溶剂为广20%。氧化物进一步优选为3 25%，有机溶剂进一步优选为 65 80%，助溶剂进一步优选为广10%。作为优选，所述的特种纤维选自四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤维、聚偏氯乙烯纤维、 乙烯-三氟氯乙烯共聚纤维、聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯砜酰胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、酚醛纤维、芳香族聚酰胺纤维和聚丙烯腈预氧化纤维中的一种或几种的组合。所述的特种纤维优选聚酰亚胺纤维，如聚双马来酰亚胺或降冰片烯基封端聚酰亚胺树脂。特种纤维具有特殊的物理化学结构、性能和用途，或具有特殊功能的化学纤维。特种纤维分别具有不同的特殊性能，如耐强腐蚀、低磨损、耐高温、耐辐射、抗燃、耐高电压、高强度高模量、高弹性、反渗透、高效过滤、吸附、离子交换、导光、导电以及多种医学功能。这些纤维大都应用于工业、国防、医疗、环境保护和尖端科学各方面。耐腐蚀纤维四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤维、聚偏氯乙烯纤维、乙烯-三氟氯乙烯共聚纤维，这些纤维加入可提高耐腐蚀性能；耐高温纤维聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚酰亚胺纤维、聚苯砜酰胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维，这些纤维加入可提高耐高温性能；抗燃纤维酚醛纤维、芳香族聚酰胺纤维和聚丙烯腈预氧化纤维，这些纤维加入可提高抗 燃性能。作为优选，所述的氧化物选自氧化铝、氧化镁、氧化钙、氧化硅中的一种或几种的组合。氧化物的加入用于增加本专利技术改性隔膜的耐高温性能。作为优选，所述的粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、氟化乙烯丙烯共聚物中的一种或几种的组合。优选分子量大于15万以上的聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。作为优选，所述的有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、戊烷、己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲苯环己酮、氯苯、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯、丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种的组合；所述的助溶剂选自苯甲酸钠、水杨酸钠、对氨基苯甲酸、尿素、菸酰胺、乙酰胺、CaCl2, LiCl中的一种或几种的组合。作为优选，所述的聚烯烃基膜选自PP单层膜、PP多层膜、PE本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种锂离子二次电池用改性隔膜的制备方法，其特征在于：所述的制备方法包括以下步骤：步骤①：将特种纤维，或将氧化物和粘结剂，均匀分散于有机溶剂中制成复合混合液，分散时间为０．５～６０小时，所述的有机溶剂中添加有助溶剂；步骤②：通过静电纺丝法将步骤①得到的复合混合液均匀喷涂于聚烯烃基膜上进行复合形成初级复合膜，纺丝温度为３０～９５℃；步骤③：对步骤②得到的初级复合膜进行烘干和溶剂回收处理，所述的烘干和溶剂回收处理为从初级复合膜上方向初级复合膜通８０～１２０℃热风处理１～２０分钟，最后得成品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李凡群，朱修峰，杜俊起，
申请(专利权)人：万向电动汽车有限公司，万向集团公司，
类型：发明
国别省市：86
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