一种纳米纤维素基仿贝壳结构复合锂电池隔膜及其制备方法与应用与流程

文档序号:22504308发布日期:2020-10-13 09:40阅读:507来源:国知局
技术特征:

1.一种纳米纤维素基仿贝壳结构复合锂电池隔膜的制备方法,其特征在于具体步骤如下:

(1)将纳米纤维素纤维与水混合搅拌后,经高压均质得到纳米纤维素纤维溶胶;

(2)将硅酸镁锂分散于水中,均匀搅拌,获得硅酸镁锂溶胶,将聚乙二醇与硅酸镁锂溶胶共混后,改性反应制得聚乙二醇改性硅酸镁锂溶胶;

(3)将纳米纤维素纤维溶胶与聚乙二醇改性硅酸镁锂溶胶混合后,得到均匀分散的混合溶胶,将混合溶胶干燥制得半成品锂电池隔膜;

(4)将半成品锂电池隔膜浸泡于有机溶剂中,经干燥获得成品锂电池隔膜。

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述聚乙二醇与硅酸镁锂溶胶的质量比为1:3~1:20。

3.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述聚乙二醇改性硅酸镁锂溶胶中硅酸镁锂与纳米纤维素纤维溶胶中纳米纤维素纤维的质量比为0.05:1~1:1。

4.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:

步骤(1)所述纳米纤维素纤维溶胶的质量分数为0.1%~0.8%;

步骤(1)所述高压均质的条件为,通过高压均质机在800-1000bar的压力下均质10-20次,经超声处理10-30分钟,得到均匀分散纳米纤维素纤维溶胶。

5.如权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述硅酸镁溶胶的质量分数为0.5%~3%;步骤(2)所述聚乙二醇的分子量为600~2000。

6.如权利1要求所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)所述改性反应的温度为60~90℃,反应时间为2~4小时。

7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述纳米纤维素为木浆纤维,棉花纤维和细菌纤维素中的任意一种。

8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:

步骤(4)所述在有机溶剂中的浸泡时间为24~72小时;所述干燥方式为40~60℃真空干燥、临界二氧化碳干燥或冷冻真空干燥中的任意一种。

9.一种纳米纤维素基仿贝壳结构复合锂电池隔膜,通过权利要求1~8任一项所述方法制备得到。

10.根据权利要求9所述纳米纤维素基仿贝壳结构复合锂电池隔膜在锂离子电池中的应用。


技术总结
本发明涉及锂离子电池技术领域,具体公开了一种纳米纤维素基仿贝壳结构复合锂电池隔膜及其制备方法。本发明以纳米纤维素纤维为基体材料,通过高压均质将其均匀分散在去离子水中,形成稳定分散胶体;再将硅酸镁锂均匀分散在去离子水中,制备溶胶,并用聚乙二醇对硅酸镁锂溶胶进行改性,得到改性硅酸镁锂溶胶;然后将纳米纤维素纤维溶胶与改性硅酸镁锂溶胶均匀混合得到复合溶胶液,浇注于平板上,干燥成膜;最后将复合膜浸泡于乙醇中除去聚乙二醇,经真空干燥形成多孔锂电池隔膜。本发明首次将仿生结构生物基材料引入锂电池中作为隔膜,制备工艺简单,原料环保无毒;纳米纤维素基仿贝壳结构隔膜具有多孔性,热稳定性高,力学稳定性优异以及电解液润湿性好的特点。

技术研发人员:李丽萍;王志男;王清文;郭垂根;刘珍珍
受保护的技术使用者:华南农业大学
技术研发日:2020.06.10
技术公布日:2020.10.13
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