本发明具体涉及一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法,属于电池隔膜加工技术领域。
背景技术:
在锂离子离子电池的结构中,隔膜处在电池正负极之间,具有阻隔电子通过,允许离子自由通过的作用。隔膜性能的优劣直接决定了电池的界面结构、内阻等指标,影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性。随着便携式电子产品和环保电动汽车的发展,研发安全性能好、循环效率高和循环寿命长的锂离子离子电池隔膜受到广泛的关注。
目前市场化的锂离子离子电池隔膜主要是聚烯烃微孔膜,存在着吸液率和保液率低等不足,电解液容易发生侧漏,电池的安全性存在隐患。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷,提供一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法,比普通电池隔膜更好的兼容性,能大幅度提高电池的耐高温性能和安全性,较高的循环性能和导电率,对液体电解质的吸收性好,能减小电池内阻,增加电池的大倍率充放电性能,对于提高电池性能和降低电池成本具有重要的实际意义,可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:
本发明提供一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法,包括以下步骤:
步骤1)将pvdf中混入聚丙烯睛混合搅拌均匀,然后再加入纳米二氧化硅或三氧化二铝制备聚合物电解质,将萃取剂和聚合物电解质搅拌,混合制备得到浆料,备用;
步骤2)将增塑剂与聚烯烃树脂混合,加热熔融形成均匀的混合物,然后降温发生固-液相或液-液相分离,压制成膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,双向拉伸膜片使分子链取向一致,保温一定时间用易挥发物质将增塑剂从薄膜中萃取出来,从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料;
步骤3)将制备得到的微孔膜材料,浸入萃取剂中,萃取出残余的成孔剂,由刮液辊刮除表面的萃取剂,得到湿基膜;
步骤4)将制备得到的浆料涂布于湿基膜的一面或两面,并在萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷,制备得到锂离子电池隔膜。
作为本发明的一种优选技术方案,所述步骤2)中的增塑剂为高沸点的液态烃或一些低分子量的物质。
作为本发明的一种优选技术方案,所述步骤2)中的易挥发物质为二氯甲烷或三氯乙烯中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案,所述步骤1)中加入纳米二氧化硅或三氧化二铝时,需使用球磨机或超声波设备或分散剂减少团聚,提高纳米颗粒分散的均匀度。
作为本发明的一种优选技术方案,所述步骤1)中混合搅拌方式为磁力搅拌、超声分散和加热分散中的一种。
作为本发明的一种优选技术方案,所述步骤2)中的双向拉伸膜片的厚度为15-60um。
本发明所达到的有益效果是:比普通电池隔膜更好的兼容性,能大幅度提高电池的耐高温性能和安全性,较高的循环性能和导电率,对液体电解质的吸收性好,能减小电池内阻,增加电池的大倍率充放电性能,对于提高电池性能和降低电池成本具有重要的实际意义。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:
本发明一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法,包括以下步骤:
步骤1)将pvdf中混入聚丙烯睛混合搅拌均匀,然后再加入纳米二氧化硅制备聚合物电解质,将萃取剂和聚合物电解质搅拌,混合制备得到浆料,备用;
步骤2)将增塑剂与聚烯烃树脂混合,加热熔融形成均匀的混合物,然后降温发生固-液相相分离,压制成膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,双向拉伸膜片使分子链取向一致,保温一定时间用易挥发物质将增塑剂从薄膜中萃取出来,从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料;
步骤3)将制备得到的微孔膜材料,浸入萃取剂中,萃取出残余的成孔剂,由刮液辊刮除表面的萃取剂,得到湿基膜;
步骤4)将制备得到的浆料涂布于湿基膜的一面,并在萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷,制备得到锂离子电池隔膜。
进一步的,所述步骤2)中的增塑剂为高沸点的液态烃。
进一步的,所述步骤2)中的易挥发物质为三氯乙烯。
进一步的,所述步骤1)中加入纳米二氧化硅时,需使用球磨机减少团聚,提高纳米颗粒分散的均匀度。
进一步的,所述步骤1)中混合搅拌方式为加热分散。
进一步的,所述步骤2)中的双向拉伸膜片的厚度为15um。
实施例2:
本发明一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法,包括以下步骤:
步骤1)将pvdf中混入聚丙烯睛混合搅拌均匀,然后再加入三氧化二铝制备聚合物电解质,将萃取剂和聚合物电解质搅拌,混合制备得到浆料,备用;
步骤2)将增塑剂与聚烯烃树脂混合,加热熔融形成均匀的混合物,然后降温发生液-液相分离,压制成膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,双向拉伸膜片使分子链取向一致,保温一定时间用易挥发物质将增塑剂从薄膜中萃取出来,从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料;
步骤3)将制备得到的微孔膜材料,浸入萃取剂中,萃取出残余的成孔剂,由刮液辊刮除表面的萃取剂,得到湿基膜;
步骤4)将制备得到的浆料涂布于湿基膜的两面,并在萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷,制备得到锂离子电池隔膜。
进一步的,所述步骤2)中的增塑剂为低分子量的物质。
进一步的,所述步骤2)中的易挥发物质为三氯乙烯。
进一步的,所述步骤1)中加入三氧化二铝时,需使用超声波设备减少团聚,提高纳米颗粒分散的均匀度。
进一步的,所述步骤1)中混合搅拌方式为超声分散。
进一步的,所述步骤2)中的双向拉伸膜片的厚度为40um。
实施例3:
本发明一种具有耐高温锂离子电池隔膜的制备方法,包括以下步骤:
步骤1)将pvdf中混入聚丙烯睛混合搅拌均匀,然后再加入纳米二氧化硅制备聚合物电解质,将萃取剂和聚合物电解质搅拌,混合制备得到浆料,备用;
步骤2)将增塑剂与聚烯烃树脂混合,加热熔融形成均匀的混合物,然后降温发生固-液相,压制成膜片,再将膜片加热至接近熔点温度,双向拉伸膜片使分子链取向一致,保温一定时间用易挥发物质将增塑剂从薄膜中萃取出来,从而制得相互贯通的亚微米尺寸的微孔膜材料;
步骤3)将制备得到的微孔膜材料,浸入萃取剂中,萃取出残余的成孔剂,由刮液辊刮除表面的萃取剂,得到湿基膜;
步骤4)将制备得到的浆料涂布于湿基膜的两面,并在萃取剂的沸点之上干燥、二次横拉、热定型、收卷,制备得到锂离子电池隔膜。
进一步的,所述步骤2)中的增塑剂为高沸点的液态烃。
进一步的,所述步骤2)中的易挥发物质为二氯甲烷。
进一步的,所述步骤1)中加入纳米二氧化硅,需使用球磨机减少团聚,提高纳米颗粒分散的均匀度。
进一步的,所述步骤1)中混合搅拌方式为磁力搅拌。
进一步的,所述步骤2)中的双向拉伸膜片的厚度为160um。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。