一种锂离子电池用纳米纤维复合隔膜的制作方法

本实用新型涉及复合隔膜技术领域，具体为一种锂离子电池用纳米纤维复合隔膜。

背景技术：

目前在电池领域中，通常使用聚烯烃微孔膜作为阻隔正负极的隔膜使用，例如锂离子电池隔膜常见的有聚丙烯(pp)微孔膜和聚乙烯(pe)微孔膜，但是由于聚烯烃聚合物的固有特性，影响了其在电池中的表现，甚至阻碍了在一些领域的应用。

聚烯烃电池隔膜的缺点主要表现在其一：表面能低，亲水性差，导致聚烯烃隔膜与强极性的电解液浸润性差，保液能力差，因而影响电池的性能，其二：热稳定性差，容易发生热收缩，电池在大电流充放电时会发出大量的热，电池温度会保持在较高水平，而聚烯烃隔膜较低的热稳定性导致其在高温下回发生较大的热收缩，增加了电池发生短路的风险，因此，针对上述问题提出一种锂离子电池用纳米纤维复合隔膜。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池用纳米纤维复合隔膜，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种锂离子电池用纳米纤维复合隔膜，包括第一微孔陶瓷涂覆层，所述第一微孔陶瓷涂覆层的底端外侧设置有第一小孔陶瓷涂覆层，所述第一小孔陶瓷涂覆层的底端外侧设置有纳米纤维复合隔膜，所述纳米纤维复合隔膜的底端外侧设置有第二小孔陶瓷涂覆层，所述第二小孔陶瓷涂覆层的底端外侧设置有第二微孔陶瓷涂覆层。

优选的，所述第一微孔陶瓷涂覆层与第二微孔陶瓷涂覆层的厚度均为2-5μm。

优选的，所述第一小孔陶瓷涂覆层与第二小孔陶瓷涂覆层的厚度均为5-8μm。

优选的，所述纳米纤维复合隔膜的厚度为35-60μm，且纳米纤维复合隔膜的孔隙率为30-60％。

优选的，所述第一微孔陶瓷涂覆层与第二微孔陶瓷涂覆层的孔隙大小均远小于所述第一小孔陶瓷涂覆层与第二小孔陶瓷涂覆层的孔隙大小，且第一微孔陶瓷涂覆层与第二微孔陶瓷涂覆层的孔隙大小均大于纳米纤维复合隔膜的孔隙大小。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型中，通过设置的第一微孔陶瓷涂覆层、第一小孔陶瓷涂覆层、第二小孔陶瓷涂覆层、第二微孔陶瓷涂覆层，可以避免锂离子电池在高温的情况下发生纳米纤维复合隔膜出现收缩的问题，传统的纳米纤维复合隔膜在受到高温的情况下回出现收缩破损或者熔融，导致电池内部短路，从而引发电池燃烧或者爆炸等安全问题，由于第一微孔陶瓷涂覆层、第一小孔陶瓷涂覆层、第二小孔陶瓷涂覆层、第二微孔陶瓷涂覆层在高温的情况下不会出现变形或者熔融的情况，通过第一小孔陶瓷涂覆层与第二小孔陶瓷涂覆层与纳米纤维复合隔膜热压连接，可以避免纳米纤维复合隔膜受到热的时候出现大面积的变形破损或者熔融，从而保证了锂离子电池整体的耐高温能力，不容易出现安全事故。

2、本实用新型中，通过设置的纳米纤维复合隔膜通过静电纺丝机进行静电纺丝，纺丝电压为18kv，推进速率为0.015ml/min，纺丝接收距离为25cm，注射器针头为10#，在室温下纺丝2-10h制得聚四氟乙烯纤维膜，直接将纺丝喷在第一小孔陶瓷涂覆层上，喷丝结束后再将第二小孔陶瓷涂覆层覆盖在聚四氟乙烯纤维膜的另一面，然后将整体放入配制质量浓度为2％～8％的聚碳酸酯dmf溶液，将聚四氟乙烯纤维膜放入其中浸泡2-5h，然后取出放入真空干燥箱中于100℃下干燥24h，即得聚四氟乙烯/聚碳酸酯复合纤维膜，此时的聚四氟乙烯/聚碳酸酯复合纤维膜具有纳米微孔结构，且与第一小孔陶瓷涂覆层、第二小孔陶瓷涂覆层稳定的固定。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中：1-第一微孔陶瓷涂覆层、2-第一小孔陶瓷涂覆层、3-纳米纤维复合隔膜、4-第二小孔陶瓷涂覆层、5-第二微孔陶瓷涂覆层。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：

一种锂离子电池用纳米纤维复合隔膜，包括第一微孔陶瓷涂覆层1，第一微孔陶瓷涂覆层1的底端外侧设置有第一小孔陶瓷涂覆层2，这种设置可以使第一微孔陶瓷涂覆层1为第一小孔陶瓷涂覆层2结构的稳定做支撑，第一小孔陶瓷涂覆层2的底端外侧设置有纳米纤维复合隔膜3，这种设置可以使纳米纤维复合隔膜3具有较好的锂离子通过性能，纳米纤维复合隔膜3的底端外侧设置有第二小孔陶瓷涂覆层4，这种设置可以使纳米纤维复合隔膜3的部分结构可以渗入到第二小孔陶瓷涂覆层4的孔隙中，从而使纳米纤维复合隔膜3与第二小孔陶瓷涂覆层4更加稳定的固定，第二小孔陶瓷涂覆层4的底端外侧设置有第二微孔陶瓷涂覆层5。

第一微孔陶瓷涂覆层1与第二微孔陶瓷涂覆层5的厚度均为2-5μm，这种设置可以使第一微孔陶瓷涂覆层1与第二微孔陶瓷涂覆层5具有较好的结构强度，且不影响锂离子的通过，第一小孔陶瓷涂覆层2与第二小孔陶瓷涂覆层4的厚度均为5-8μm，这种设置可以使第一小孔陶瓷涂覆层2与第二小孔陶瓷涂覆层4方便纳米纤维复合隔膜3渗入到孔隙中，纳米纤维复合隔膜3的厚度为35-60μm，且纳米纤维复合隔膜3的孔隙率为30-60％，这种设置可以使纳米纤维复合隔膜3更好的使锂离子通过，第一微孔陶瓷涂覆层1与第二微孔陶瓷涂覆层5的孔隙大小均远小于第一小孔陶瓷涂覆层2与第二小孔陶瓷涂覆层4的孔隙大小，且第一微孔陶瓷涂覆层1与第二微孔陶瓷涂覆层5的孔隙大小均大于纳米纤维复合隔膜3的孔隙大小，这种设置可以使第一微孔陶瓷涂覆层1与第二微孔陶瓷涂覆层5支撑起整体结构强度的同时，对锂离子的移动基本不产生影响。

工作流程：传统的纳米纤维复合隔膜3在受到高温的情况下回出现收缩破损或者熔融，导致电池内部短路，从而引发电池燃烧或者爆炸等安全问题，由于第一微孔陶瓷涂覆层1、第一小孔陶瓷涂覆层2、第二小孔陶瓷涂覆层4、第二微孔陶瓷涂覆层5在高温的情况下不会出现变形或者熔融的情况，通过第一小孔陶瓷涂覆层2与第二小孔陶瓷涂覆层4与纳米纤维复合隔膜3热压连接，可以避免纳米纤维复合隔膜3受到热的时候出现大面积的变形破损或者熔融，从而保证了锂离子电池整体的耐高温能力，通过在第一小孔陶瓷涂覆层2、第二小孔陶瓷涂覆层4外侧固定第一微孔陶瓷涂覆层1、第二微孔陶瓷涂覆层5，可以实现加强第一小孔陶瓷涂覆层2、第二小孔陶瓷涂覆层4的结构，通过设置的第一小孔陶瓷涂覆层2、第二小孔陶瓷涂覆层4具有较大的孔隙，目的是可以尽量不影响纳米纤维复合隔膜3的锂离子通过性能，且能更好的与纳米纤维复合隔膜3进行稳定的固定，通过设置的纳米纤维复合隔膜3通过静电纺丝机进行静电纺丝，纺丝电压为18kv，推进速率为0.015ml/min，纺丝接收距离为25cm，注射器针头为10#，在室温下纺丝2-10h制得聚四氟乙烯纤维膜，直接将纺丝喷在第一小孔陶瓷涂覆层2上，喷丝结束后再将第二小孔陶瓷涂覆层4覆盖在聚四氟乙烯纤维膜的另一面，然后将整体放入配制质量浓度为2％～8％的聚碳酸酯dmf溶液，将聚四氟乙烯纤维膜放入其中浸泡2-5h，然后取出放入真空干燥箱中于100℃下干燥24h，即得聚四氟乙烯/聚碳酸酯复合纤维膜，此时的聚四氟乙烯/聚碳酸酯复合纤维膜具有纳米微孔结构，且与第一小孔陶瓷涂覆层2、第二小孔陶瓷涂覆层4稳定的固定。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。