一种聚合物复合膜及其制备方法、锂离子电池与流程

文档序号:12737810阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种聚合物复合膜,其特征在于,包括多孔的隔膜以及位于隔膜上的纤维层,所述纤维层内具有至少一组纤维束,所述纤维束内包括多条平行排列的纤维。

2.根据权利要求1所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述纤维层内具有多组所述纤维束。

3.根据权利要求2所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述纤维层内,相邻两组纤维束之间的夹角为30°~90°。

4.根据权利要求3所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述多组纤维束之间依次等夹角分布。

5.根据权利要求1所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述纤维层材质选自聚醚酰亚胺、聚丙烯腈、共聚醚醚酮、聚醚砜、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺酸、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述纤维层中的纤维直径为100~2000nm,所述纤维层的厚度为0.5~30μm。

7.根据权利要求1所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述纤维层的孔隙率为70%以上。

8.根据权利要求1所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述纤维层的面密度为0.2~15g/m2

9.根据权利要求1所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述隔膜两侧面上均设有所述纤维层。

10.根据权利要求1所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述隔膜为聚烯 烃隔膜。

11.根据权利要求1-10中任意一项所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述隔膜包括基膜和位于基膜表面的无机颗粒层,所述无机颗粒层位于纤维层与基膜之间。

12.根据权利要求11所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述基膜为聚烯烃膜;

所述无机颗粒层包括无机颗粒和粘结剂;所述无机颗粒选自Al2O3、SiO2、BaSO4、TiO2、CuO、MgO、LiAlO2、ZrO2、CNT、BN、SiC、Si3N4、WC、BC、AlN、Fe2O3、BaTiO3、MoS2、α–V2O5、PbTiO3、TiB2、CaSiO3、分子筛、粘土或高岭土中的一种或多种;所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶中的一种或多种。

13.根据权利要求12所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述无机颗粒的粒径为50nm~3μm。

14.根据权利要求11所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述无机颗粒层的厚度为0.5~3μm。

15.根据权利要求12-14中任意一项所述的聚合物复合膜,其特征在于,所述基膜两侧面上均设有所述无机颗粒层。

16.如权利要求1-15中任意一项所述的聚合物复合膜的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1、提供隔膜;

S2、提供纺丝溶液;所述纺丝溶液中包括溶剂及溶解于所述溶剂中的纺丝聚合物;

S3、采用所述纺丝溶液在隔膜上制备纤维层,干燥后得到隔膜上具有纤维层的聚合物复合膜;

所述制备纤维层的方法为高速静电纺丝或者辅助电场静电纺丝;

所述高速静电纺丝的方法为:在用于收集纤维的收集装置的转速为1000~6000rpm的情况下进行静电纺丝;

所述辅助电场静电纺丝的方法为:

在所述收集装置的远离产生纤维的源头端的一侧设置辅助电极;所述收集装置的电压为0~-60kV,所述辅助电极的电压为-60kV以下的负电压,且所述辅助电极与收集装置之间存在电压差;然后进行静电纺丝;

或者,以产生纤维的源头端与收集纤维的收集装置之间的区域作为纺丝区,所述纺丝区位于两个相互平行的带电平面之间,所述两个带电平面均沿从源头端到收集装置的方向设置;所述两个带电平面之间存在60kV以下的电压差;然后进行静电纺丝。

17.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述隔膜为聚烯烃隔膜,或者所述隔膜包括基膜和位于基膜表面的无机颗粒层。

18.根据权利要求17所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S1中,先提供多孔的基膜,然后在所述基膜表面制备无机颗粒层,得到所述隔膜;

所述步骤S3中,在所述隔膜的无机颗粒层表面制备纤维层;

所述制备无机颗粒层的方法为:将包括无机颗粒、涂覆溶剂和粘结剂的浆料涂覆于基膜表面,烘干后在基膜表面形成所述无机颗粒层。

19.根据权利要求18所述的制备方法,其特征在于,在所述基膜两个表面上均形成所述无机颗粒层;所述步骤S3中,在所述隔膜两侧面的无机颗粒层表面上均制备纺丝层。

20.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述纺丝聚合物选自聚醚酰亚胺、聚丙烯腈、共聚醚醚酮、聚醚砜、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺酸、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种;所述纺丝溶液中,纺丝聚合物的浓度为3~30wt%。

21.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,通过高速静电纺丝或者辅助电场静电纺丝在隔膜上形成纤维束后,旋转隔膜,继续进行高速静电纺丝或者辅助电场静电纺丝;

重复所述上述步骤至少一次,在隔膜上形成纤维层,所述纤维层内具有多组延伸方向不同的纤维束。

22.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于,所述高速静电纺丝中,收集装置的转速为1000~2000rpm。

23.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于,所述辅助电极包括多个平行设置且相互固定的金属极板,所述金属极板长度为10~1000mm,宽度为1~500mm,相邻两个金属极板之间的间距为1~500mm;

所述辅助电极与收集装置之间的间距为1~1000mm。

24.根据权利要求16-23中任意一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S2中,所述静电纺丝的方法为:纺丝液流速为0.3~5mL/h,纺丝温度为25~70℃,纺丝湿度为10%~60%,所述源头端与收集装置之间的电压为5~20kV。

25.根据权利要求16-23中任意一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,采用无针头静电纺丝法进行高速静电纺丝或者辅助电场静电纺丝,所述无针头静电纺丝的方法为:纺丝温度为25~70℃,纺丝湿度为10%~60%,液池移动速度0~2000mm/sec,收集装置的转速为1000~6000rpm,所述源头端的电压为0~150kV,所述收集装置的电压为-50~0kV,源头端与收集装置之间的电压差为20~200kV。

26.根据权利要求16所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,在所述隔膜的两个侧面上均形成所述纤维层。

27.根据权利要求16-23、26中任意一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤S3中,制备纤维层后,还包括在1~15MPa的压力下进行压膜。

28.一种锂离子电池,其特征在于,包括正极、负极和如权利要求1-15中任意一项所述的聚合物复合膜,所述聚合物复合膜位于所述正极和负极之间。

当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1