本发明涉及电池隔膜加工
技术领域：
，具体涉及一种由混纺无纺布制备锂离子电池隔膜的工艺。
背景技术：
：：锂电池主要由正负极材料、电解液和隔膜组成，隔膜位于锂离子电池正负极材料之间，是锂离子电池的重要组成部件之一。隔膜起着隔绝正负极，防止电池内部短路，同时吸收电解液，完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间快速传输等重要作用。随着锂电池的不断发展，对隔膜性能的要求越来越高，其性能的优劣直接影响到锂电池的充放电性能、循环使用寿命、高低温性能以及安全性能等。目前，商品化的锂电池隔膜材料主要是聚烯烃微孔聚合物膜，包括聚乙烯膜、聚丙烯膜以及聚乙烯-聚丙烯双向拉伸膜。聚烯烃微孔隔膜固然具有电化学性能稳定和机械强度适宜的优势，但也存在缺陷：一方面电解液浸润性能不好，电解液吸收率低，限制了离子电导率的提高，不利于锂电池的快速充放电；另一方面热尺寸稳定性能差，在温度高于120℃时会出现显著的尺寸收缩，电池内部发生短路。为了解决聚烯烃微孔隔膜存在的上述缺陷，我们需要开发新型隔膜材料，提高隔膜的综合使用性能。技术实现要素：：本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单易行且环保性强的由混纺无纺布制备锂离子电池隔膜的工艺，所制隔膜具有优异的综合使用性能。本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种由混纺无纺布制备锂离子电池隔膜的工艺，包括以下步骤：(1)混纺无纺布的加工：利用质量比3-5:1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物经熔喷法熔融纺丝，再经气流成网方式得到混纺无纺布，混纺无纺布的厚度为0.1-0.2mm，面密度为30-100g/m2；(2)粘合剂的配制：由40-50份n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物、3-8份泊洛沙姆、1-5份阴离子聚丙烯酰胺和1-5份peg-60氢化蓖麻油加水溶解而成，粘合剂的粘度控制在10-100cp；(3)粘合层的形成：将混纺无纺布完全浸渍于所制粘合剂中，粘合剂温度维持在35-50℃，浸渍时间5-30min，浸渍结束后将混纺无纺布于65-80℃下干燥至恒重；(4)隔膜的制备：将经上述粘合剂处理后的混纺无纺布于温度130-145℃、压力0.1-1mpa、线速度6-12m/min下压延，即得隔膜。所述n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物由n-羟甲基丙烯酰胺和烯丙基缩水甘油醚经聚合反应制成，其制备方法为：先将n-羟甲基丙烯酰胺加2-3倍重量水溶解完全，并加入过硫酸钾，搅拌使过硫酸钾完全溶解，然后加热至50-60℃开始滴加烯丙基缩水甘油醚，待反应结束后将所得混合物减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物。所述n-羟甲基丙烯酰胺、烯丙基缩水甘油醚、过硫酸钾的摩尔比为1:1:0.01-0.05。所述泊洛沙姆经过改性处理，其改性方法为：先将泊洛沙姆和肉桂酸溶于无水乙醇配成过饱和溶液，并滴加稀硫酸调节溶液ph值至4-5，再加热至回流状态保温搅拌，待反应结束后将所得混合物减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物经水洗后真空干燥，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得改性泊洛沙姆。所述泊洛沙姆、肉桂酸的摩尔比为1:1。所述泊洛沙姆选自泊洛沙姆184、泊洛沙姆188、泊洛沙姆407中的一种。所述阴离子聚丙烯酰胺的分子量为800-1200万。所述混纺无纺布在使用前经过预处理，其预处理方法为：将多聚谷氨酸加水配成浓度0.01-0.02mmol/l的水溶液，再利用配制的多聚谷氨酸水溶液对混纺无纺布加湿使其含水量达到10-20％，然后将混纺无纺布于65-80℃下干燥至恒重，即完成混纺无纺布的预处理。所述多聚谷氨酸选用食品级多聚谷氨酸。本发明的有益效果是：(1)本发明以聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物作为原料制备混纺无纺布，以使利用所制混纺无纺布加工制得的锂离子电池隔膜隔膜具有优异的力学性能，同时提高隔膜的耐高温性能；(2)本发明通过以多聚谷氨酸水溶液作为预处理剂以增强后续粘合剂在混纺无纺布上的附着性能，缩短粘合剂浸渍时间的同时提高所形成粘合层的附着强度，并且提高所制隔膜的综合使用性能；(3)本发明以n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物作为主料，辅以泊洛沙姆、阴离子聚丙烯酰胺和peg-60氢化蓖麻油制得粘合剂，所制粘合剂能快速牢固附着于混纺无纺布上从而形成粘合层，避免常规隔膜还需另外设置粘合层才能形成隔膜与电极之间粘合的问题；并且该粘合剂属于水性粘合剂，避免使用有机溶剂作为稀释剂存在的干燥时污染环境的问题；同时粘合层的形成还能提高所制隔膜的综合使用性能，尤其是拉伸强度；(4)本发明通过对泊洛沙姆的改性处理来增强其作为粘合剂辅料的使用性能，并进一步提高所制隔膜的综合使用性能。具体实施方式：为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。实施例1(1)混纺无纺布的加工：利用质量比5:1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物经熔喷法熔融纺丝，再经气流成网方式得到混纺无纺布，混纺无纺布的厚度为0.15mm，面密度为35g/m2；(2)粘合剂的配制：由450gn-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物、45g泊洛沙姆407、20g分子量800万的阴离子聚丙烯酰胺和15gpeg-60氢化蓖麻油加水溶解而成，粘合剂的粘度控制在55cp；(3)粘合层的形成：将混纺无纺布完全浸渍于所制粘合剂中，粘合剂温度维持在40-50℃，浸渍时间15min，浸渍结束后将混纺无纺布于70-80℃下干燥至恒重；(4)隔膜的制备：将经上述粘合剂处理后的混纺无纺布于温度135-145℃、压力0.6-0.7mpa、线速度12m/min下压延，即得隔膜。n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物的制备：先将1moln-羟甲基丙烯酰胺加3倍重量水溶解完全，并加0.05mol入过硫酸钾，搅拌使过硫酸钾完全溶解，然后加热至50-60℃开始1mol滴加烯丙基缩水甘油醚，待反应结束后将所得混合物减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物。实施例2(1)混纺无纺布的加工：利用质量比5:1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物经熔喷法熔融纺丝，再经气流成网方式得到混纺无纺布，混纺无纺布的厚度为0.15mm，面密度为35g/m2；(2)粘合剂的配制：由500gn-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物、50g泊洛沙姆407、15g分子量800万的阴离子聚丙烯酰胺和15gpeg-60氢化蓖麻油加水溶解而成，粘合剂的粘度控制在55cp；(3)粘合层的形成：将混纺无纺布完全浸渍于所制粘合剂中，粘合剂温度维持在40-50℃，浸渍时间15min，浸渍结束后将混纺无纺布于70-80℃下干燥至恒重；(4)隔膜的制备：将经上述粘合剂处理后的混纺无纺布于温度135-145℃、压力0.6-0.7mpa、线速度12m/min下压延，即得隔膜。n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物的制备：先将1moln-羟甲基丙烯酰胺加3倍重量水溶解完全，并加0.05mol入过硫酸钾，搅拌使过硫酸钾完全溶解，然后加热至50-60℃开始1mol滴加烯丙基缩水甘油醚，待反应结束后将所得混合物减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物。实施例3(1)混纺无纺布的加工：利用质量比5:1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物经熔喷法熔融纺丝，再经气流成网方式得到混纺无纺布，混纺无纺布的厚度为0.15mm，面密度为35g/m2；(2)粘合剂的配制：由500gn-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物、50g泊洛沙姆、15g分子量800万的阴离子聚丙烯酰胺和15gpeg-60氢化蓖麻油加水溶解而成，粘合剂的粘度控制在55cp；(3)粘合层的形成：将混纺无纺布完全浸渍于所制粘合剂中，粘合剂温度维持在40-50℃，浸渍时间15min，浸渍结束后将混纺无纺布于70-80℃下干燥至恒重；(4)隔膜的制备：将经上述粘合剂处理后的混纺无纺布于温度135-145℃、压力0.6-0.7mpa、线速度12m/min下压延，即得隔膜。n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物的制备：先将1moln-羟甲基丙烯酰胺加3倍重量水溶解完全，并加0.05mol入过硫酸钾，搅拌使过硫酸钾完全溶解，然后加热至50-60℃开始1mol滴加烯丙基缩水甘油醚，待反应结束后将所得混合物减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物。泊洛沙姆的改性：先将1mol泊洛沙姆407和1mol肉桂酸溶于无水乙醇配成过饱和溶液，并滴加稀硫酸调节溶液ph值至4-5，再加热至回流状态保温搅拌，待反应结束后将所得混合物减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物经水洗后真空干燥，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得改性泊洛沙姆。实施例4(1)混纺无纺布的预处理：将食品级多聚谷氨酸加水配成浓度0.02mmol/l的水溶液，再利用配制的多聚谷氨酸水溶液对混纺无纺布加湿使其含水量达到10-15％，然后将混纺无纺布于65-80℃下干燥至恒重，即完成混纺无纺布的预处理；(2)混纺无纺布的加工：利用质量比5:1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物经熔喷法熔融纺丝，再经气流成网方式得到混纺无纺布，混纺无纺布的厚度为0.15mm，面密度为35g/m2；(3)粘合剂的配制：由500gn-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物、50g泊洛沙姆407、15g分子量800万的阴离子聚丙烯酰胺和15gpeg-60氢化蓖麻油加水溶解而成，粘合剂的粘度控制在55cp；(4)粘合层的形成：将混纺无纺布完全浸渍于所制粘合剂中，粘合剂温度维持在40-50℃，浸渍时间15min，浸渍结束后将混纺无纺布于70-80℃下干燥至恒重；(5)隔膜的制备：将经上述粘合剂处理后的混纺无纺布于温度135-145℃、压力0.6-0.7mpa、线速度12m/min下压延，即得隔膜。n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物的制备：先将1moln-羟甲基丙烯酰胺加3倍重量水溶解完全，并加0.05mol入过硫酸钾，搅拌使过硫酸钾完全溶解，然后加热至50-60℃开始1mol滴加烯丙基缩水甘油醚，待反应结束后将所得混合物减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物。实施例5(1)混纺无纺布的预处理：将食品级多聚谷氨酸加水配成浓度0.02mmol/l的水溶液，再利用配制的多聚谷氨酸水溶液对混纺无纺布加湿使其含水量达到10-15％，然后将混纺无纺布于65-80℃下干燥至恒重，即完成混纺无纺布的预处理；(2)混纺无纺布的加工：利用质量比5:1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物经熔喷法熔融纺丝，再经气流成网方式得到混纺无纺布，混纺无纺布的厚度为0.15mm，面密度为35g/m2；(3)粘合剂的配制：由500gn-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物、50g泊洛沙姆、15g分子量800万的阴离子聚丙烯酰胺和15gpeg-60氢化蓖麻油加水溶解而成，粘合剂的粘度控制在55cp；(4)粘合层的形成：将混纺无纺布完全浸渍于所制粘合剂中，粘合剂温度维持在40-50℃，浸渍时间15min，浸渍结束后将混纺无纺布于70-80℃下干燥至恒重；(5)隔膜的制备：将经上述粘合剂处理后的混纺无纺布于温度135-145℃、压力0.6-0.7mpa、线速度12m/min下压延，即得隔膜。n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物的制备：先将1moln-羟甲基丙烯酰胺加3倍重量水溶解完全，并加0.05mol入过硫酸钾，搅拌使过硫酸钾完全溶解，然后加热至50-60℃开始1mol滴加烯丙基缩水甘油醚，待反应结束后将所得混合物减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物。泊洛沙姆的改性：先将1mol泊洛沙姆407和1mol肉桂酸溶于无水乙醇配成过饱和溶液，并滴加稀硫酸调节溶液ph值至4-5，再加热至回流状态保温搅拌，待反应结束后将所得混合物减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物经水洗后真空干燥，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得改性泊洛沙姆。对照例1(1)混纺无纺布的加工：利用质量比5:1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物经熔喷法熔融纺丝，再经气流成网方式得到混纺无纺布，混纺无纺布的厚度为0.15mm，面密度为35g/m2；(2)粘合剂的配制：由500gn-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物、50g泊洛沙姆407和15g分子量800万的阴离子聚丙烯酰胺加水溶解而成，粘合剂的粘度控制在55cp；(3)粘合层的形成：将混纺无纺布完全浸渍于所制粘合剂中，粘合剂温度维持在40-50℃，浸渍时间15min，浸渍结束后将混纺无纺布于70-80℃下干燥至恒重；(4)隔膜的制备：将经上述粘合剂处理后的混纺无纺布于温度135-145℃、压力0.6-0.7mpa、线速度12m/min下压延，即得隔膜。n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物的制备：先将1moln-羟甲基丙烯酰胺加3倍重量水溶解完全，并加0.05mol入过硫酸钾，搅拌使过硫酸钾完全溶解，然后加热至50-60℃开始1mol滴加烯丙基缩水甘油醚，待反应结束后将所得混合物减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物。对照例2(1)混纺无纺布的加工：利用质量比5:1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物经熔喷法熔融纺丝，再经气流成网方式得到混纺无纺布，混纺无纺布的厚度为0.15mm，面密度为35g/m2；(2)粘合剂的配制：由500gn-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物、50g泊洛沙姆407和15gpeg-60氢化蓖麻油加水溶解而成，粘合剂的粘度控制在55cp；(3)粘合层的形成：将混纺无纺布完全浸渍于所制粘合剂中，粘合剂温度维持在40-50℃，浸渍时间15min，浸渍结束后将混纺无纺布于70-80℃下干燥至恒重；(4)隔膜的制备：将经上述粘合剂处理后的混纺无纺布于温度135-145℃、压力0.6-0.7mpa、线速度12m/min下压延，即得隔膜。n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物的制备：先将1moln-羟甲基丙烯酰胺加3倍重量水溶解完全，并加0.05mol入过硫酸钾，搅拌使过硫酸钾完全溶解，然后加热至50-60℃开始1mol滴加烯丙基缩水甘油醚，待反应结束后将所得混合物减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物。对照例3(1)混纺无纺布的加工：利用质量比5:1的聚对苯二甲酸乙二醇酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物经熔喷法熔融纺丝，再经气流成网方式得到混纺无纺布，混纺无纺布的厚度为0.15mm，面密度为35g/m2；(2)粘合剂的配制：由500gn-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物、15g分子量800万的阴离子聚丙烯酰胺和15gpeg-60氢化蓖麻油加水溶解而成，粘合剂的粘度控制在55cp；(3)粘合层的形成：将混纺无纺布完全浸渍于所制粘合剂中，粘合剂温度维持在40-50℃，浸渍时间15min，浸渍结束后将混纺无纺布于70-80℃下干燥至恒重；(4)隔膜的制备：将经上述粘合剂处理后的混纺无纺布于温度135-145℃、压力0.6-0.7mpa、线速度12m/min下压延，即得隔膜。n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物的制备：先将1moln-羟甲基丙烯酰胺加3倍重量水溶解完全，并加0.05mol入过硫酸钾，搅拌使过硫酸钾完全溶解，然后加热至50-60℃开始1mol滴加烯丙基缩水甘油醚，待反应结束后将所得混合物减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得n-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物。实施例6以实施例2为基础，设置在粘合剂配制时不添加peg-60氢化蓖麻油的对照例1、在粘合剂配制时不添加阴离子聚丙烯酰胺的对照例2、在粘合剂配制时不添加泊洛沙姆407的对照例3。分别利用实施例1-5、对照例1-3制备隔膜，并对所制隔膜的使用性能进行测试，测试结果如表1所示。表1本发明实施例所制隔膜的使用性能组别厚度孔隙率拉伸强度渗透率离子电导率热收缩率单位μm％mpasec/100mlms/cm％(160℃)实施例1157269231.1460实施例2157271231.2030实施例3127474271.3750实施例487778321.6810实施例558182351.9940对照例1157067211.0121对照例2186661170.7504对照例3276143120.23811pp隔膜226544110.085100以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。当前第1页12