CN105932204A - 一种复合锂离子电池隔膜及其制备方法 - Google Patents
一种复合锂离子电池隔膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105932204A CN105932204A CN201610486823.9A CN201610486823A CN105932204A CN 105932204 A CN105932204 A CN 105932204A CN 201610486823 A CN201610486823 A CN 201610486823A CN 105932204 A CN105932204 A CN 105932204A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium ion
- parts
- defoamer
- composite lithium
- barrier film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/44—Fibrous material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种复合锂离子电池隔膜及其制备方法。复合锂离子电池隔膜包括作为骨架的无纺布和由聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液在无纺布上形成的具有三维交联网络的复合膜。本发明采用无纺布骨架、聚合物修复的复合结构,达到改善锂离子电池功率性能,提高锂离子电池安全性能。本发明所述的复合锂离子电池隔膜的制备方法,使用PMMA作为聚合物进行浸涂,通过在PMMA溶液中添加适量交联剂,在适当的条件下引发其聚合,形成三维交联网络,在PMMA聚合物中起一定的骨架作用,犹如钢筋混泥土中的钢筋作用类似,以显著提高隔膜的力学强度,同时降低对隔膜的透气性、电解液浸润性等性能影响。
Description
技术领域
本发明涉及电池隔膜制造技术领域,具体涉及一种复合锂离子电池隔膜及其制备方法。
背景技术
锂离子电池是一充电电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极,是现代高性能电池的代表。
如今,社会对于高能量密度及高功率密度的锂离子电池要求越来越高,然而伴随的一个关键问题出现,即电池的安全问题,尤其是应用于电动工具、电动汽车及储能系统的大型锂离子电池,电池的安全问题显得更加重要。解决电池的安全,关键是避免电池内短路的发生,而锂离子电池隔膜是防止正负极接触导致电池短路发生的关键部件,是锂离子电池中的核心组成部分。目前,使用较多的锂离子电池隔膜依然是聚烯烃隔膜,主要是聚乙烯(PE)隔膜及聚丙烯(PP)隔膜;聚烯烃隔膜有很多优点,但是其存在熔点低,耐热性差,导致热收缩率大、破膜温度低等缺点。
随着锂离子电池逐渐向高能量密度、高功率密度及能大电流充放电发展,需要耐温性更好、破膜温度更高的电池隔膜,聚烯烃隔膜已无法满足今后电池发展的需要。此外,聚烯烃隔膜由于自身非极性,无法与极性的电解液保持良好的浸润性,使溶解于电解液内的锂离子无法及时、畅通的在正负极间穿梭,导致电池的内阻增大,影响电池的能量密度及大电流充分电性能。
鉴于聚烯烃隔膜的缺陷,出现了包括PP/PE/PP三层复合隔膜、无机粒子及耐热有机涂层涂覆聚烯烃隔膜改善耐热性能,以及采用无纺布或无机粒子改性的无纺布隔膜,但是这些隔膜依然存在不可忽略的缺陷,例如PP/PE/PP仍然存在耐热性能及吸电解液性能差;无机或有机涂覆聚烯烃隔膜仍然存在成本高,孔隙率低,电池内阻大;单纯无纺布存在孔径较大,且孔径分布不均匀;改性过的无纺布则没有高温闭孔性能,强度较低。此外,中国专利申请CN103022557A,CN102643450A等中提及采用无纺布与聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚醚等复合制备锂离子电池隔膜,但采用该类有机材料,成本较高,吸电解液性能差,且没有高温闭孔性能或闭孔温度太高,无法有效防护电池短路;中国专利申请CN102643450A提及采用PMMA基聚合物涂覆无纺布,但是其制备的电池隔膜强度低,无法单独使用,通常需要与其他强度较高的聚合物共聚或共混来使用而CN102690386A中提到采用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯类单体以及二甲基丙烯酸聚乙二醇之类交联剂在偶氮二异丁腈做引发剂的前提下共聚合成,制备交联的PMMA从而提高力学性能,且仅应用于有机玻璃的改性中。本方法工艺复杂,成本较高,改性过程需要另外的反应装置,很难应用于锂离子电池隔膜行业。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种复合锂离子电池隔膜,采用无纺布骨架、聚合物修复的复合结构,达到改善锂离子电池功率性能,提高锂离子电池安全性能。
本发明的另一目的在于提供一种复合锂离子电池隔膜的制备方法,使用PMMA作为聚合物进行浸涂,通过在PMMA溶液中添加适量交联剂,在适当的条件下引发其聚合,形成三维交联网络,在PMMA聚合物中起一定的骨架作用,犹如钢筋混泥土中的钢筋作用类似,以显著提高隔膜的力学强度,同时降低对隔膜的透气性、电解液浸润性等性能影响。
为解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:
一种复合锂离子电池隔膜,其是包括作为骨架的无纺布和由聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液在无纺布上形成的具有三维交联网络的复合膜。
作为进一步的方案,本发明所述的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液包括聚合物树脂、溶剂、交联剂、引发剂、胶黏剂、消泡剂以及流平剂;各组分以重量份计分别为:聚合物树脂100份,溶剂400~1900份,交联剂0.01~50份,引发剂0.0001~5份,胶黏剂0.01~3份,消泡剂0.01~3份,流平剂0.01~3份;其中聚合物树脂为聚甲基丙烯酸甲酯。
作为进一步的方案,本发明所述的所述聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液包括聚合物树脂、溶剂、交联剂、引发剂、胶黏剂、消泡剂以及流平剂;各组分以重量份计分别为:聚合物树脂100份,溶剂400~1900份,交联剂0.01~50份,引发剂0.0001~5份,胶黏剂0.01~3份,消泡剂0.01~3份,流平剂0.01~3份;所述聚合物树脂为聚甲基丙烯酸甲酯与0.1-40wt%的PVDF、PVDF-HPF、PAN、聚酯、聚醚、PVC、PEO、聚丙烯酸酯类聚合物的均聚物、共聚物或共混物中的一种或两种以上共聚或共混而成的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物。
作为进一步的方案,本发明所述的溶剂包括聚合物树脂的良溶剂和聚合物树脂的非溶剂,聚合物树脂的良溶剂和聚合物树脂的非溶剂两者的质量比为(4-8):1。
作为进一步的方案,本发明所述的聚合物树脂的良溶剂为丙酮、丁酮、氯仿、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、吡啶、4-甲基-2-戊酮、乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等的一种或两种以上;所述聚合物树脂的非溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、烯丙醇、异丁醇、正丁醇、正戊醇、异戊醇、环戊醇、正己醇、环己醇、正庚醇中的一种或两种以上。
作为进一步的方案,本发明所述的交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯、二丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、TAC、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种的混合物;所述引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或两种以上的混合;所述胶黏剂为丙烯酸酯类、有机硅类、聚氨酯、环氧树脂类、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的一种或两种以上的均聚物、共聚物或共混物;所述消泡剂为有机硅类消泡剂、聚醚改性有机硅类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂,高碳醇类消泡剂、聚醚类消泡剂、天然油脂类消泡剂中的一种或两种以上的均聚物、共聚物或共混物;所述流平剂为硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚或聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、端基改性有机硅、丙烯酸酯类流平剂、氟改性丙烯酸酯类流平剂中的一种或两种以上的共聚物或共混物。
作为进一步的方案,本发明所述的无纺布由PP、PE、PET、纤维素类、PI、PEEK、PPS、芳纶、PA、PVDF、天然纤维、无机纤维中的一种或两种以上为原料制备而成。
一种复合锂离子电池隔膜的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
1)制备聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液:将聚合物树脂溶解于溶剂中,然后依次加入交联剂、胶黏剂、消泡剂以及流平剂,搅拌均匀后加入引发剂继续搅拌均匀,得到聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液;
2)复合锂离子电池隔膜的制备:将无纺布浸入步骤1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液中,然后均匀抽取无纺布,干燥后即得复合锂离子电池隔膜。
作为进一步的方案,本发明所述的步骤2)中无纺布在聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液中浸泡1s~600s,随后在25~100℃下烘干0.5h~3h。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:
1.本发明所述的复合锂离子电池隔膜以无纺布作为骨架,以PMMA作为聚合物的主要原料进行浸涂,通过在PMMA溶液中添加适量交联剂,在适当的条件下引发其聚合,形成三维交联网络,在PMMA聚合物中起一定的骨架作用,犹如钢筋混泥土中的钢筋作用类似,可以显著提高隔膜的力学强度,同时降低对隔膜的透气性、电解液浸润性等性能影响;
2.本发明所述的复合锂离子电池隔膜在制备过程中是直接将作为骨架的无纺布浸入到聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液中,利用相转移法使有机基材成孔,工艺简单,方便操作,能有效改善无纺布孔径较大、孔径分布不均匀的问题;
3.本发明所述的复合锂离子电池隔膜综合成本低、易于市场推广及应用,应用于锂离子电池可改善电池的充放电倍率、电池容量以及安全性等性能。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例1所述的复合锂离子电池隔膜5000倍电镜图;
图2为本发明实施例1所述的复合锂离子电池隔膜5000倍电镜图。
具体实施方式
本发明所述的一种复合锂离子电池隔膜,其是包括作为骨架的无纺布和由聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液在无纺布上形成的具有三维交联网络的复合膜。
作为进一步的方案,本发明所述的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液包括聚合物树脂、溶剂、交联剂、引发剂、胶黏剂、消泡剂以及流平剂;各组分以重量份计分别为:聚合物树脂100份,溶剂400~1900份,交联剂0.01~50份,引发剂0.0001~5份,胶黏剂0.01~3份,消泡剂0.01~3份,流平剂0.01~3份;其中聚合物树脂为聚甲基丙烯酸甲酯。
作为进一步的方案,本发明所述的所述聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液包括聚合物树脂、溶剂、交联剂、引发剂、胶黏剂、消泡剂以及流平剂;各组分以重量份计分别为:聚合物树脂100份,溶剂400~1900份,交联剂0.01~50份,引发剂0.0001~5份,胶黏剂0.01~3份,消泡剂0.01~3份,流平剂0.01~3份;所述聚合物树脂为聚甲基丙烯酸甲酯与0.1-40wt%的PVDF、PVDF-HPF、PAN、聚酯、聚醚、PVC、PEO、聚丙烯酸酯类聚合物的均聚物、共聚物或共混物中的一种或两种以上共聚或共混而成的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物。
由于聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液中以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为主要原料,由于PMMA具有良好的电解液吸附性、较高的耐电压性、较低的软化点及熔融温度,因此,得到的锂离子电池隔膜具有良好的吸电解液性能、电化学性能以及在高温下良好的闭孔性能;另外,PMMA具有价格较低,溶解性能良好等优势,进一步降低了该锂离子电池隔膜的综合成本,更易于市场推广及应用。在本发明中加入了交联剂、引发剂等助剂,使有机材料成型过程中发生交联,进一步提高力学强度。
作为进一步的方案,本发明所述的溶剂包括聚合物树脂的良溶剂和聚合物树脂的非溶剂,聚合物树脂的良溶剂和聚合物树脂的非溶剂两者的质量比为(8-4):1。本方案的优势是:当无纺布浸入聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液中形成薄膜时,由于良溶剂与非溶剂的挥发速率不同,良溶剂先挥发,非溶剂后挥发,非溶剂与聚合物不相容,导致相分离,且占据聚合物的位置,随着非溶剂挥发使聚合物内部形成大量原先非溶剂占据的微孔,最终形成聚合物微孔膜;这个过程称之为相转化法。通过这种相转化法使有机基材成孔,工艺简单,方便操作,能有效改善无纺布孔径较大,且孔径分布不均匀的问题。
作为进一步的方案,本发明所述的聚合物树脂的良溶剂为丙酮、丁酮、氯仿、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、吡啶、4-甲基-2-戊酮、乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等的一种或两种以上;优选丙酮、氯仿、丁酮、四氢呋喃、乙二醇二甲醚的一种或两种以上。所述聚合物树脂的非溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、烯丙醇、异丁醇、正丁醇、正戊醇、异戊醇、环戊醇、正己醇、环己醇、正庚醇中等碳原子数小于8,且羟基数小等于2的醇类以及水中的一种或两种以上。
作为进一步的方案,本发明所述的交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯(TAIC)、二丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、TAC、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)等分子中含有两个或两个以上的-C=C-的单体或低聚物中的一种或几种的混合物;所述引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或两种以上的混合;所述胶黏剂为丙烯酸酯类、有机硅类、聚氨酯、环氧树脂类、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的一种或两种以上的均聚物、共聚物或共混物;所述消泡剂为有机硅类消泡剂、聚醚改性有机硅类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂,高碳醇类消泡剂、聚醚类消泡剂、天然油脂类消泡剂中的一种或两种以上的均聚物、共聚物或共混物;所述流平剂为硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚或聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、端基改性有机硅、丙烯酸酯类流平剂、氟改性丙烯酸酯类流平剂中的一种或两种以上的共聚物或共混物。
作为进一步的方案,本发明所述的无纺布由PP、PE、PET、纤维素类、PI、PEEK、PPS、芳纶、PA、PVDF、天然纤维、无机纤维中的一种或两种以上为原料制备而成。
一种复合锂离子电池隔膜的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
1)制备聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液:将聚合物树脂溶解于溶剂中,然后依次加入交联剂、胶黏剂、消泡剂以及流平剂,搅拌均匀后加入引发剂继续搅拌均匀,得到聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液;
2)复合锂离子电池隔膜的制备:将无纺布浸入步骤1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液中,然后均匀抽取无纺布,干燥后即得复合锂离子电池隔膜。
作为进一步的方案,本发明所述的步骤2)中无纺布在聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液中浸泡1s~600s,随后在25~100℃下烘干0.5h~3h。
以下是本发明具体的实施例,在下述实施例中,所采用的原料、试剂等除特殊限制外,均可以通过购买方式获得,其中所采用的方法、工艺处特殊限制外均为现有技术的手段。
实施例1:
一种复合锂离子电池隔膜,通过以下方法制备而成:
1)称取628.5份丙酮,边搅拌,边加入100份PMMA粒料,待完全溶解后加入52.37份水及52.37份异丙醇,搅拌30min后依次加入20份TMPTA,8.38份胶黏剂,8.38份消泡剂,8.38份流平剂,搅拌30min后,加入1.0份BPO,继续搅拌10min;
2)将PET无纺布浸入上述溶液中1min,匀速抽取PET无纺布,随后在70℃下鼓风干燥2h,即得复合锂离子电池隔膜。
实施例1所得到的复合锂离子电池隔膜用日立公司型号为S4800电子扫描显微镜进行扫描拍摄,拍摄结果参见图1和图2,其中图1为5000倍电镜图,图2为500倍电镜图。图1、图2的结果显示:该复合锂离子电池隔膜形成三维交联网络结构,孔径较大,且孔径分布均匀。
实施例2:
一种复合锂离子电池隔膜,通过以下方法制备而成:
1)称取628.5份四氢呋喃,边搅拌,边加入90份PMMA粒料,10份PVDF-HFP,待完全溶解后加入52.37份水及52.37份正丁醇,搅拌30min后依次加入20份TAIC,8.38份胶黏剂,8.38份消泡剂,8.38份流平剂,搅拌30min后,加入0.678份AIBN,继续搅拌10min;
2)将PET无纺布浸入上述溶液中1min,匀速抽取纤维素无纺布,随后在70℃下鼓风干燥2h,再在70℃真空干燥箱中干燥1h,即得复合锂离子电池隔膜。
实施例3:
一种复合锂离子电池隔膜,通过以下方法制备而成:
1)称取526.5份丁酮,边搅拌,边加入80份PMMA粒料,20份PAN,待完全溶解后加入87.7份正丁醇,搅拌30min后依次加入20份二丙烯酸-1,4-丁二醇酯,8.38份胶黏剂,8.38份消泡剂,8.38份流平剂,搅拌30min后,加入0.678份AIBN,继续搅拌10min;
2)将PI纤维无纺布浸入上述溶液中1min,匀速抽取PET无纺布,随后在70℃真空干燥箱中干燥2h,即得复合锂离子电池隔膜。
实施例4:
一种复合锂离子电池隔膜,通过以下方法制备而成:
1)称取450份乙二醇二甲醚,边搅拌,边加入85份PMMA粒料,15份PVC,待完全溶解后加入18.7份水及56.3份异丁醇,搅拌30min后依次加入20份二甲基丙烯酸乙二醇酯,8.38份胶黏剂,8.38份消泡剂,8.38份流平剂,搅拌30min后,加入1.0份BPO,继续搅拌10min;
2)将PET无纺布浸入上述溶液中1min,匀速抽取PET无纺布,随后在70℃下鼓风干燥2h,再在70℃真空干燥箱中干燥1h,即得复合锂离子电池隔膜。
性能检测
对实施例1-4所得到的复合锂离子电池隔膜的各项性能进行检测,检测项目及结果参见表1。
表1:检测结果
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种复合锂离子电池隔膜,其特征在于,其是包括作为骨架的无纺布和由聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液在无纺布上形成的具有三维交联网络的复合膜。
2.根据权利要求1所述的复合锂离子电池隔膜,其特征在于,其特征在于,所述聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液包括聚合物树脂、溶剂、交联剂、引发剂、胶黏剂、消泡剂以及流平剂;各组分以重量份计分别为:聚合物树脂100份,溶剂400~1900份,交联剂0.01~50份,引发剂0.0001~5份,胶黏剂0.01~3份,消泡剂0.01~3份,流平剂0.01~3份;其中聚合物树脂为聚甲基丙烯酸甲酯。
3.根据权利要求1所述的复合锂离子电池隔膜,其特征在于,所述聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液包括聚合物树脂、溶剂、交联剂、引发剂、胶黏剂、消泡剂以及流平剂;各组分以重量份计分别为:聚合物树脂100份,溶剂400~1900份,交联剂0.01~50份,引发剂0.0001~5份,胶黏剂0.01~3份,消泡剂0.01~3份,流平剂0.01~3份;所述聚合物树脂为聚甲基丙烯酸甲酯与0.1-40wt%的PVDF、PVDF-HPF、PAN、聚酯、聚醚、PVC、PEO、聚丙烯酸酯类聚合物的均聚物、共聚物或共混物中的一种或两种以上共聚或共混而成的聚甲基丙烯酸甲酯聚合物。
4.根据权利要求2所述的复合锂离子电池隔膜,其特征在于,所述溶剂包括聚合物树脂的良溶剂和聚合物树脂的非溶剂,聚合物树脂的良溶剂和聚合物树脂的非溶剂两者的质量比为(4-8):1。
5.根据权利要求4所述的复合锂离子电池隔膜,其特征在于,所述聚合物树脂的良溶剂为丙酮、丁酮、氯仿、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、吡啶、4-甲基-2-戊酮、乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮等的一种或两种以上;所述聚合物树脂的非溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、烯丙醇、异丁醇、正丁醇、正戊醇、异戊醇、环戊醇、正己醇、环己醇、正庚醇中的一种或两种以上。
6.根据权利要求2所述的复合锂离子电池隔膜,其特征在于,所述交联剂为三烯丙基异三聚氰酸酯、二丙烯酸-1,4-丁二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、TAC、聚乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种的混合物;所述引发剂为过氧化苯甲酰、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化叔戊酸叔丁基酯、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或两种以上的混合;所述胶黏剂为丙烯酸酯类、有机硅类、聚氨酯、环氧树脂类、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物中的一种或两种以上的均聚物、共聚物或共混物;所述消泡剂为有机硅类消泡剂、聚醚改性有机硅类消泡剂、聚硅氧烷类消泡剂,高碳醇类消泡剂、聚醚类消泡剂、天然油脂类消泡剂中的一种或两种以上的均聚物、共聚物或共混物;所述流平剂为硅油、聚二甲基硅氧烷、聚醚或聚酯改性有机硅氧烷、烷基改性有机硅氧烷、端基改性有机硅、丙烯酸酯类流平剂、氟改性丙烯酸酯类流平剂中的一种或两种以上的共聚物或共混物。
7.根据权利要求1-6任一项所述的复合锂离子电池隔膜,其特征在于,所述无纺布由PP、PE、PET、纤维素类、PI、PEEK、PPS、芳纶、PA、PVDF、天然纤维、无机纤维中的一种或两种以上为原料制备而成。
8.一种如权利要求2-6任一项所述的复合锂离子电池隔膜的制备方法,其特征在于,该制备方法包括以下步骤:
1)制备聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液:将聚合物树脂溶解于溶剂中,然后依次加入交联剂、胶黏剂、消泡剂以及流平剂,搅拌均匀后加入引发剂继续搅拌均匀,得到聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液;
2)复合锂离子电池隔膜的制备:将无纺布浸入步骤1)聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液中,然后均匀抽取无纺布,干燥后即得复合锂离子电池隔膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤2)中无纺布在聚甲基丙烯酸甲酯聚合物混合液中浸泡1s~600s,随后在25~100℃下烘干0.5h~3h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610486823.9A CN105932204A (zh) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 一种复合锂离子电池隔膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610486823.9A CN105932204A (zh) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 一种复合锂离子电池隔膜及其制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105932204A true CN105932204A (zh) | 2016-09-07 |
Family
ID=56829619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610486823.9A Pending CN105932204A (zh) | 2016-06-24 | 2016-06-24 | 一种复合锂离子电池隔膜及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105932204A (zh) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106571438A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-04-19 | 中山大学 | 一种高含量玻纤填充的聚丙烯电池隔膜的制备方法 |
CN107118599A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-09-01 | 河北金力新能源科技股份有限公司 | 一种耐高温水性芳纶涂布锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN107248562A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-10-13 | 过春明 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN107611318A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-01-19 | 吉林大学 | 一种硅藻土涂覆无纺布锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN108649240A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-12 | 常州大学 | 一种燃料电池 |
CN108899459A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-27 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池隔膜的制备方法 |
CN109135259A (zh) * | 2018-08-27 | 2019-01-04 | 张玉锦 | 一种基于改性树脂的电池隔膜母料及其制备方法 |
CN110350214A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-18 | 佛山市金辉高科光电材料股份有限公司 | 锌空气电池隔膜及其制备方法 |
CN110591134A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-20 | 新乡市中科科技有限公司 | 改性pmma及其制备方法、及利用该改性pmma制备高比能量阻燃锂电池隔膜的方法 |
CN110760279A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-07 | 东莞市卓高电子科技有限公司 | 一种高粘结性隔膜用水系浆料及应用其制造的锂离子电池隔膜 |
CN112300718A (zh) * | 2019-08-02 | 2021-02-02 | 德莎欧洲股份公司 | 胶带及其应用、和胶带粘接组件的处理方法 |
CN113629358A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-11-09 | 惠州锂威新能源科技有限公司 | 一种复合隔膜及其制备方法以及锂离子电池 |
CN114784461A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-07-22 | 宁波长阳科技股份有限公司 | 一种具有双重互穿网络结构的锂电池隔膜及其制备方法 |
CN115207571A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-18 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法 |
CN115312980A (zh) * | 2021-05-08 | 2022-11-08 | 恒大新能源技术(深圳)有限公司 | 电池隔膜及其制备方法和锂电池 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1238914C (zh) * | 2003-05-15 | 2006-01-25 | 厦门大学 | 一种无萃取复合聚合物锂离子电池隔膜及其制造方法 |
CN1851957A (zh) * | 2006-04-26 | 2006-10-25 | 北京大学 | 一种聚合物复合隔膜及其制备方法 |
CN102529247A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-04 | 苏州大学 | 一种无机/有机复合多孔性锂电池隔膜及其制备方法 |
CN102643450A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-22 | 深圳华粤宝电池有限公司 | 一种微孔复合聚合物电池隔膜的制备工艺 |
-
2016
- 2016-06-24 CN CN201610486823.9A patent/CN105932204A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1238914C (zh) * | 2003-05-15 | 2006-01-25 | 厦门大学 | 一种无萃取复合聚合物锂离子电池隔膜及其制造方法 |
CN1851957A (zh) * | 2006-04-26 | 2006-10-25 | 北京大学 | 一种聚合物复合隔膜及其制备方法 |
CN102529247A (zh) * | 2012-01-19 | 2012-07-04 | 苏州大学 | 一种无机/有机复合多孔性锂电池隔膜及其制备方法 |
CN102643450A (zh) * | 2012-04-23 | 2012-08-22 | 深圳华粤宝电池有限公司 | 一种微孔复合聚合物电池隔膜的制备工艺 |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106571438A (zh) * | 2016-09-18 | 2017-04-19 | 中山大学 | 一种高含量玻纤填充的聚丙烯电池隔膜的制备方法 |
CN107118599A (zh) * | 2017-05-17 | 2017-09-01 | 河北金力新能源科技股份有限公司 | 一种耐高温水性芳纶涂布锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN107248562A (zh) * | 2017-06-27 | 2017-10-13 | 过春明 | 一种锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN107611318A (zh) * | 2017-09-04 | 2018-01-19 | 吉林大学 | 一种硅藻土涂覆无纺布锂离子电池隔膜及其制备方法 |
CN108649240A (zh) * | 2018-05-15 | 2018-10-12 | 常州大学 | 一种燃料电池 |
CN108899459A (zh) * | 2018-06-11 | 2018-11-27 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池隔膜的制备方法 |
CN109135259A (zh) * | 2018-08-27 | 2019-01-04 | 张玉锦 | 一种基于改性树脂的电池隔膜母料及其制备方法 |
CN110350214B (zh) * | 2019-07-11 | 2021-02-02 | 佛山市金辉高科光电材料股份有限公司 | 锌空气电池隔膜及其制备方法 |
CN110350214A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-18 | 佛山市金辉高科光电材料股份有限公司 | 锌空气电池隔膜及其制备方法 |
CN112300718A (zh) * | 2019-08-02 | 2021-02-02 | 德莎欧洲股份公司 | 胶带及其应用、和胶带粘接组件的处理方法 |
CN110591134A (zh) * | 2019-09-10 | 2019-12-20 | 新乡市中科科技有限公司 | 改性pmma及其制备方法、及利用该改性pmma制备高比能量阻燃锂电池隔膜的方法 |
CN110760279A (zh) * | 2019-10-22 | 2020-02-07 | 东莞市卓高电子科技有限公司 | 一种高粘结性隔膜用水系浆料及应用其制造的锂离子电池隔膜 |
CN115312980A (zh) * | 2021-05-08 | 2022-11-08 | 恒大新能源技术(深圳)有限公司 | 电池隔膜及其制备方法和锂电池 |
CN113629358A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-11-09 | 惠州锂威新能源科技有限公司 | 一种复合隔膜及其制备方法以及锂离子电池 |
CN114784461A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-07-22 | 宁波长阳科技股份有限公司 | 一种具有双重互穿网络结构的锂电池隔膜及其制备方法 |
CN114784461B (zh) * | 2022-06-17 | 2022-09-13 | 宁波长阳科技股份有限公司 | 一种具有双重互穿网络结构的锂电池隔膜及其制备方法 |
CN115207571A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-18 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105932204A (zh) | 一种复合锂离子电池隔膜及其制备方法 | |
CN105932203B (zh) | 一种具有互穿网络结构的多孔性锂离子电池隔膜的制备方法 | |
CN108232293B (zh) | 一种有机-无机复合固态电解质的制备方法 | |
CN105098233B (zh) | 半互穿网络聚合物凝胶电解质膜的制备方法 | |
Li et al. | Research on a gel polymer electrolyte for Li-ion batteries | |
Hu et al. | A separator based on cross-linked nano-SiO2 and cellulose acetate for lithium-ion batteries | |
CN100524902C (zh) | 锂离子二次电池用聚合物和使用该聚合物的锂离子二次电池 | |
CN109103397A (zh) | 一种锂离子电池用陶瓷涂覆隔膜的制备方法 | |
CN109473609B (zh) | 一种有机/无机交联复合锂离子电池隔膜及其制备方法与应用 | |
CN108878965A (zh) | 一种基于3d打印技术的凝胶聚合物电解质制备方法 | |
CN107474270B (zh) | 一种聚合物电解质膜的制备方法 | |
CN109065811B (zh) | 水性pvdf涂覆隔膜及其制备方法和应用 | |
CN109119574B (zh) | 基于交联与线形聚合物的多孔性锂离子电池隔膜及其制备方法与应用 | |
CN105958122A (zh) | 三维交联网络聚合物凝胶电解质膜、制备方法及锂离子电池 | |
CN101948571A (zh) | 接枝改性高分子材料及其制备方法和应用 | |
CN103579674A (zh) | 一种凝胶聚合物电解质膜的制备方法 | |
CN100467504C (zh) | 一种凝胶态锂离子电池聚合物电解质的制备方法及其应用 | |
CN102779966B (zh) | 通过原位反应制造电池用隔膜的方法 | |
CN111180641A (zh) | 一种具有自交联作用的隔膜及其制备方法 | |
CN109037771B (zh) | 聚合物锂离子电池及其制备方法 | |
CN113788907B (zh) | 3d网络准固态电解质、准固态锂离子电池及其制备方法 | |
CN113851707B (zh) | 一种凝胶电解质及其制备方法和电池 | |
CN111697189B (zh) | 聚烯烃微孔基膜及其制备方法、隔膜和电池 | |
CN102468467A (zh) | 用于发电的纳米纤维 | |
CN114256561B (zh) | 一种用于锂金属电池的复合隔膜及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160907 |