本发明涉及一种高机械强度纤维基锂电池隔膜材料的制备方法，属于电子材料技术领域。
背景技术
对于锂离子电池隔膜的最基本的要求包括以下几个方面：
（1）机械强度、热稳定性：电池隔膜必须有一定的机械强度，这样才能保证电池在组装和充放电的过程中不会短路。热稳定性是衡量电池安全性能的重要指标之一，一旦电池中隔膜受热发生破裂或者热收缩，将会导致正负极直接接触，直接导致电池安全事故的发生。因此隔膜需要具备一定的机械强度和热稳定性，保证电池在受压、离子穿梭工作和高温的情况下可以正常工作。
电子绝缘：隔膜必须具有优良的绝缘性，才能在两电极之间起到隔离电子的效果。其作用的原理是使得电子的传输路径只能通过导线，而离子仅仅只能通过电解液传递。
厚度：隔膜的厚度太大将会使得离子传输的界面较大、传输过程受阻，将会导致电池内阻增加，电池工作效率降低，但是隔膜过薄又会导致机械强度性能变差、孔径较大，容易引发安全问题，因此合适的隔膜厚度对提高电池性能有着重要作用。
孔结构：隔膜内部需要有适当的空隙允许锂离子通过，同时能够存储电解液，使锂离子能够快速穿越隔膜，同时孔的尺寸以及数量决定了隔膜的透气性和孔隙率，通常透气性越小，孔隙率越高，内阻越小，离子传输的速率就越大，因此会使得电池表现出的电化学性能越好，但是如果孔径过大，这使得隔膜起不到阻隔正负两极直接接触的目的，会使得电池发生短路，从而导致电池安全问题。
浸润性、吸液率：隔膜具备优异的浸润性能够使电解液快速的浸润隔膜，有利于减少电池组装过程及电池组装后静置的时间，还能避免因电解液与电池隔膜之间浸润性不好而使得隔膜与极片之间存有过多气泡或者电池漏液的现象。隔膜高的吸液率有利于锂离子传输，增大隔膜的离子电导率，进而提高电池的电化学性能以及延长电池的使用寿命。
现如今商业化的隔膜主要是聚烯烃类，在一定的温度下会发生热熔现象，不能够再起着阻隔电池正负极的作用，而使得正负极直接接触出现短路现象，进而导致
一系列安全问题如电池着火或者爆炸，因此用聚烯烃类电池隔膜组装的电池安全能性能成为最为担忧的问题。同时，聚烯烃类隔膜由于材料本身较低的表面能，导致隔膜与电解液浸润性差，尽管对于这个缺点已经有一些对于聚烯烃类隔膜改善的方法：表面接枝、聚合物包覆和纳米无机粒子涂覆等来提高其与电解液的浸润性，但是此类方法导致了整个的制造电池隔膜的工艺过程比较复杂，使得锂电池成本居高不下，严重制约了动力锂电池的发展，因此开发工艺相对简单且性能相对较高电池隔膜成为未来研究的主要目标之一。海藻酸钙纤维资源丰富，环境友好，价格低廉，具有生物可降解性，并且以其为原料制备的纸基海藻酸纤维
素隔膜耐高温达到200℃以上，与有机溶剂具有良好的浸润性，高的吸液率和孔隙率。但是直接用湿法纺出海藻酸钙纤维用于制备隔膜会出现机械强度较低、孔径较大以及隔膜较厚等问题。因此对整个隔膜的制备工艺进行优化，成为获得高强度的海藻酸钙纤维基锂离子电池隔膜的关键。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对现有胶原材料制备的人工血管力学性能较差的问题，提供了一种人工血管用高机械强度型纤维膜材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）取微晶纤维素并按质量比1:10，将其分散至1mol/l氢氧化钠溶液中，搅拌混合并超声分散，收集分散液并置于均质机中，均质处理25～30次，搅拌混合2～3h后，再用质量分数5％氢氧化钠溶液调节ph至8.5，过滤，收集滤饼并真空冷冻干燥3～5h，得干燥物；
（2）按重量份数计，分别称量45～50份质量分数5％乙酸溶液、10～15份单宁酸和10～15份胶原蛋白粉末置于烧杯中，搅拌混合并超声分散，收集改性分散液并按质量比1:5，将干燥物添加至改性分散液中，静置/过滤并收集滤饼，干燥得改性纤维素材料；
（3）按质量比1:5，将改性纤维素材料添加至造纸浆粕中，在室温下浸泡，打浆处理，得改性纤维浆粕；
（4）按重量份数计，分别称量45～50份质量分数5％聚乙烯醇溶液、10～15份长度为3～5mm海藻酸钙纤维和10～15份改性纤维素浆粕置于纤维解离器中，解离处理，抄纸，干燥后，用冲片机裁剪成相应尺寸的隔膜，即可制备得所述的高机械强度纤维基锂电池隔膜材料。
步骤（1）所述的均质处理压力为1000～1200bar。
步骤（3）所述的打浆处理为打浆至打浆度为30°sr。
步骤（4）所述的解离处理为在1000～1100r/min下解离处理。
步骤（4）所述的抄纸定量为45～50g/m2。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明技术方案采用微晶纤维素为改性材料，经超声分散处理后，微晶纤维素分散更均匀，甚少粘连，同时通过均质处理，对纤维素材料的细胞壁的进行有效的挤压变形和破坏，极大增加了纤维与碱液的接触面积，在一定程度上使更多碱液渗透至纤维素内部，使具有多级结构的纤维素产生润胀，从而更加有利于微纤化处理，这种独特的三维网状结构作为增强体，可有效地提高基体材料的强度，从而有效改善纤维素浆粕材料的机械强度；
（2）本发明技术方案通过胶原包覆纤维素材料并使其形成有机的结合，通过胶原对纤维素材料有机的复合，改善材料表面结构，提高材料的力学强度，同时本发明技术方案通过纤维浆粕与海藻酸钙有效结合，通过浆粕材料在纤维材料内部形成有效的三维网状的交织结构，从而有效改善材料的机械性能。
具体实施方式
取微晶纤维素并按质量比1:10，将其分散至1mol/l氢氧化钠溶液中，搅拌混合并超声分散10～15min，收集分散液并置于均质机中，在1000～1200bar压力下均质处理25～30次，搅拌混合2～3h后，再用质量分数5％氢氧化钠溶液调节ph至8.5，过滤，收集滤饼并真空冷冻干燥3～5h，得干燥物；按重量份数计，分别称量45～50份质量分数5％乙酸溶液、10～15份单宁酸和10～15份胶原蛋白粉末置于烧杯中，搅拌混合并置于200～300w下超声分散10～15min，收集改性分散液并按质量比1:5，将干燥物添加至改性分散液中，静置6～8h后，过滤并收集滤饼，在45～50℃下干燥6～8h后，得改性纤维素材料；按质量比1:5，将改性纤维素材料添加至造纸浆粕中，在室温下浸泡20～24h后，再打浆至打浆度为30°sr，得改性纤维浆粕，按重量份数计，分别称量45～50份质量分数5％聚乙烯醇溶液、10～15份长度为3～5mm海藻酸钙纤维和10～15份改性纤维素浆粕置于纤维解离器中，在1000～1100r/min下解离处理，在将解离后的纤维置于纸页成型器中抄纸，控制抄纸定量为45～50g/m2，在45～50℃下干燥3～5h后，用冲片机裁剪成相应尺寸的隔膜，即可制备得所述的高机械强度纤维基锂电池隔膜材料。
取微晶纤维素并按质量比1:10，将其分散至1mol/l氢氧化钠溶液中，搅拌混合并超声分散10min，收集分散液并置于均质机中，在1000bar压力下均质处理25次，搅拌混合2h后，再用质量分数5％氢氧化钠溶液调节ph至8.5，过滤，收集滤饼并真空冷冻干燥3h，得干燥物；按重量份数计，分别称量45份质量分数5％乙酸溶液、10份单宁酸和10份胶原蛋白粉末置于烧杯中，搅拌混合并置于200w下超声分散10min，收集改性分散液并按质量比1:5，将干燥物添加至改性分散液中，静置6h后，过滤并收集滤饼，在45℃下干燥6h后，得改性纤维素材料；按质量比1:5，将改性纤维素材料添加至造纸浆粕中，在室温下浸泡20h后，再打浆至打浆度为30°sr，得改性纤维浆粕，按重量份数计，分别称量45份质量分数5％聚乙烯醇溶液、10份长度为3mm海藻酸钙纤维和10份改性纤维素浆粕置于纤维解离器中，在1000r/min下解离处理，在将解离后的纤维置于纸页成型器中抄纸，控制抄纸定量为45g/m2，在45℃下干燥3h后，用冲片机裁剪成相应尺寸的隔膜，即可制备得所述的高机械强度纤维基锂电池隔膜材料。
取微晶纤维素并按质量比1:10，将其分散至1mol/l氢氧化钠溶液中，搅拌混合并超声分散12min，收集分散液并置于均质机中，在1100bar压力下均质处理27次，搅拌混合2h后，再用质量分数5％氢氧化钠溶液调节ph至8.5，过滤，收集滤饼并真空冷冻干燥4h，得干燥物；按重量份数计，分别称量47份质量分数5％乙酸溶液、12份单宁酸和12份胶原蛋白粉末置于烧杯中，搅拌混合并置于250w下超声分散12min，收集改性分散液并按质量比1:5，将干燥物添加至改性分散液中，静置7h后，过滤并收集滤饼，在47℃下干燥7h后，得改性纤维素材料；按质量比1:5，将改性纤维素材料添加至造纸浆粕中，在室温下浸泡22h后，再打浆至打浆度为30°sr，得改性纤维浆粕，按重量份数计，分别称量47份质量分数5％聚乙烯醇溶液、12份长度为4mm海藻酸钙纤维和12份改性纤维素浆粕置于纤维解离器中，在1050r/min下解离处理，在将解离后的纤维置于纸页成型器中抄纸，控制抄纸定量为47g/m2，在47℃下干燥4h后，用冲片机裁剪成相应尺寸的隔膜，即可制备得所述的高机械强度纤维基锂电池隔膜材料。
取微晶纤维素并按质量比1:10，将其分散至1mol/l氢氧化钠溶液中，搅拌混合并超声分散15min，收集分散液并置于均质机中，在1200bar压力下均质处理30次，搅拌混合3h后，再用质量分数5％氢氧化钠溶液调节ph至8.5，过滤，收集滤饼并真空冷冻干燥5h，得干燥物；按重量份数计，分别称量50份质量分数5％乙酸溶液、15份单宁酸和15份胶原蛋白粉末置于烧杯中，搅拌混合并置于300w下超声分散15min，收集改性分散液并按质量比1:5，将干燥物添加至改性分散液中，静置8h后，过滤并收集滤饼，在50℃下干燥8h后，得改性纤维素材料；按质量比1:5，将改性纤维素材料添加至造纸浆粕中，在室温下浸泡24h后，再打浆至打浆度为30°sr，得改性纤维浆粕，按重量份数计，分别称量50份质量分数5％聚乙烯醇溶液、15份长度为5mm海藻酸钙纤维和15份改性纤维素浆粕置于纤维解离器中，在1100r/min下解离处理，在将解离后的纤维置于纸页成型器中抄纸，控制抄纸定量为50g/m2，在50℃下干燥5h后，用冲片机裁剪成相应尺寸的隔膜，即可制备得所述的高机械强度纤维基锂电池隔膜材料。
将本发明制备的实例1，2，3进行性能测试，具体测试结果如下表表1所示：
表1性能测试表
由上表可知，本发明制备的锂电池隔膜材料具有优异的机械强度。