CN109244342A - 一种锂电池复合隔膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池复合隔膜，包括隔膜，隔膜的底部设有封口，且隔膜上安装有电极片，隔膜的左右两侧好上方均设有粘贴膜，粘贴膜上设有胶点，且粘贴膜的右侧设有卡槽，粘贴膜的背面设有与卡槽对应的卡块，隔膜包括经静电纺丝而成的复合纳米纤维膜基层以及附着于复合纳米纤维膜基层表面的金属层以及经静电纺丝和热压处理成型于金属层表面的纤维素纳米纤维膜层。本发明的锂离子电池隔膜具有耐温性好、电解液亲和性好、吸液率和保液率较高、尺寸耐热性能好等优点，同时还可有效的提高卷绕时的紧密性，在卷绕结束后，通过卡块与卡槽的嵌合进行固定，固定更加方便。

Description

一种锂电池复合隔膜
技术领域
本发明属于复合隔膜技术领域，具体涉及一种锂电池复合隔膜。
背景技术
在锂电池的生产过程中，其隔膜的好坏直接影响到锂电池的性能，而在实际的加工过程中，其电极片与隔膜相间设置，但往往会由于在加工的过程中电极片没有放置好，导致电极片与电极片之间发生接触，使得所加工的电池报废，有待于我们解决。隔膜的材料应用较广的聚烯烃类锂离子电池隔膜，但传统聚烯烃类锂离子电池隔膜存在如耐温性差、电解液亲和性差、吸液率和保液率低、尺寸耐热性能较差的问题，因而迫切需要开发高安全性的锂离子电池隔膜，以及提高了锂电池隔膜的耐温、散热性能、吸液保液率和稳定性，兼具良好的亲电解液、散热性能和机械强度，以适用于高能量小体积的锂电池，提高应用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池复合隔膜，以解决上述背景技术中提出加工锂电池的过程中会由于电极片与电极片之间的接触导致电池报废的问题以及锂离子电池隔膜存在如耐温性差、电解液亲和性差、吸液率和保液率低、尺寸耐热性能较差的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锂电池复合隔膜，包括隔膜，所述隔膜的底部设有封口，且隔膜上安装有电极片，所述隔膜的左右两侧好上方均设有粘贴膜，所述粘贴膜上设有胶点，且粘贴膜的右侧设有卡槽，所述粘贴膜的背面设有与卡槽对应的卡块，所述隔膜包括经静电纺丝而成的复合纳米纤维膜基层以及附着于复合纳米纤维膜基层表面的金属层以及经静电纺丝和热压处理成型于金属层表面的纤维素纳米纤维膜层。
优选地，所述卡块与卡槽均为一次成型的注塑件；所述隔膜为多层结构，且每层隔膜之间通过封口连接；所述卡槽与卡块为过盈配合。
优选地，所述的隔膜的复合纳米纤维膜基层是由包括如下重量份数的组分的混合原料经静电纺丝而成的：30～37份聚丙烯酸树脂溶液、30～34份聚乙烯吡咯烷酮溶液、22～25份壳聚糖溶液、12～16份聚乙烯醇溶液、0.5～0.8份抗氧剂1010以及3～8份表面活性剂。
优选地，所述的聚丙烯酸树脂溶液为质量浓度为10～30wt％的聚丙烯酸水溶液；聚乙烯吡咯烷酮溶液为质量浓度17～19wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；壳聚糖溶液为质量浓度为3％～8％的壳聚糖乙酸水溶液；聚乙烯醇溶液为质量浓度10～12wt％的聚乙烯醇水溶液；所述的表面活性剂为聚山梨酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任一种。
优选地，所述的静电纺丝工艺参数为：纺丝电压17～25KV，纺丝距离为27～30cm，溶液推进速度为0.9～1.2ml/h，室温纺丝后真空干燥。
优选地，所述的金属层是将二氧化钛与二氧化锆颗粒分散液通过电喷雾法形成于复合纳米纤维膜基层表面的。
优选地，所述的纤维素纳米纤维膜层是由7～9wt％醋酸纤维素的三氟乙酸溶液为纺丝液进行静电纺丝形成于纤维素纳米纤维膜层的，并经过热压处理后与金属层、复合纳米纤维膜基层结合形成于金属层表面。
优选地，所述的热压处理为在真空条件下热处理温度100～160℃处理2～3小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该锂电池复合隔膜经静电纺丝而成的复合纳米纤维膜基层以及附着于复合纳米纤维膜基层表面的金属层以及经静电纺丝和热压处理成型于金属层表面的纤维素纳米纤维膜层。复合纳米纤维膜采用了聚丙烯酸树脂以及聚乙烯吡咯烷酮、壳聚糖、聚乙烯醇等复配后静电纺丝，热稳定性好、介电性能优良，具有高安全性，提高了锂电池隔膜的耐温、散热性能、吸液保液率和稳定性，兼具良好的亲电解液、散热性能和机械强度，以适用于高能量小体积的锂电池，提高应用价值。从结构上，通过设有的封口，可在进行安装电极片时，可有效的防止电极片与电极片之间相接触，可降低报废率，在该隔膜上设置多个电极片，可有效的提高卷绕时的紧密性，而在进卷绕结束后，通过卡块与卡槽的嵌合进行固定，固定更加的方便。
附图说明
图1为本发明局部结构示意图；
图2为本发明局部主视图；
图3为本发明实体效果展示图。
图中：1-隔膜、2-封口、3-电极片、4-粘贴膜、5-胶点、6-卡槽、7-卡块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1-3，本实施例提供的一种锂电池复合隔膜，包括隔膜1，隔膜1的底部设有封口2，且隔膜1上安装有电极片3，隔膜1的左右两侧好上方均设有粘贴膜4，粘贴膜4上设有胶点5，且粘贴膜4的右侧设有卡槽6，粘贴膜4的背面设有与卡槽6对应的卡块7，隔膜1包括经静电纺丝而成的复合纳米纤维膜基层以及附着于复合纳米纤维膜基层表面的金属层以及经静电纺丝和热压处理成型于金属层表面的纤维素纳米纤维膜层。
本实施例中，优选的，卡块7与卡槽6均为一次成型的注塑件，在大规模的生产过程中，可有效的降低其生成的成本。为了防止相邻电极片3之间的接触，优选的，隔膜1为多层结构，且每层隔膜1之间通过封口2连接，其封口2可有效的防止电极片1从底部露出并接触，配合设有的粘贴膜4对其进行四周的粘贴密封，其密封的效果更强，更加的实用。为了提高其在安装时的稳定性，优选的，卡槽6与卡块7为过盈配合，由于卡槽6与卡块7均为注塑件，在进行嵌合时，则通过塑料的弹性形变进行嵌合，可保证安装的更加牢固，实用性更强。
另外，优选的，其胶点5采用的胶水为有机硅橡胶，有机硅橡胶是一种半流淌单组分室温固化有机硅橡胶，中性固化，通过与空气中的水份缩合反应放出低分子引起交联，而硫化成高性能弹性体，对绝大多数金属，塑胶无腐蚀，并且有良好的粘接性.具有卓越的抗冷热交变性能、耐老化性能和电绝缘性能，优异的防潮、防水、抗震、耐电晕、抗漏电性能，可有效的避免，由于锂电池在高温环境下工作，导致粘贴性能变差，更加的实用。
在本实施例中，隔膜的复合纳米纤维膜基层是由包括如下重量份数的组分的混合原料经静电纺丝而成的：30份聚丙烯酸树脂溶液、34份聚乙烯吡咯烷酮溶液、22份壳聚糖溶液、12份聚乙烯醇溶液、0.8份抗氧剂1010以及8份表面活性剂。聚丙烯酸树脂溶液为质量浓度为30wt％的聚丙烯酸水溶液；聚乙烯吡咯烷酮溶液为质量浓度19wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；壳聚糖溶液为质量浓度为8％的壳聚糖乙酸水溶液；聚乙烯醇溶液为质量浓度12wt％的聚乙烯醇水溶液；表面活性剂为聚山梨酯。静电纺丝工艺参数为：纺丝电压17KV，纺丝距离为30cm，溶液推进速度为0.9ml/h，室温纺丝后真空干燥；金属层是将二氧化钛与二氧化锆颗粒分散液通过电喷雾法形成于复合纳米纤维膜基层表面的；纤维素纳米纤维膜层是由7wt％醋酸纤维素的三氟乙酸溶液为纺丝液进行静电纺丝形成于纤维素纳米纤维膜层的，并经过热压处理后与金属层、复合纳米纤维膜基层结合形成于金属层表面；热压处理为在真空条件下热处理温度100℃处理3小时。
工作原理：首选使用者需要根据图纸将该锂电池复合隔膜组装完成，之后即可留待使用，在使用时，首选需要将电极片3安放在隔膜1上，之后则可通过设有的胶点5将其固定在内部，进而完成对隔膜1和电极片3的密封，可有效的防止电极片3脱离隔膜1，并相互接触发生短路，更加的实用，粘贴完成后，则可将其进行卷绕放置在锂电池的外壳内，在卷绕时，通过卡槽6与卡块7的嵌合进行安装，可使其安装的更加牢固，实用性更强。
实施例2：本实施例提供的一种锂电池复合隔膜与实施例1基本相同，不同之处在于，在本实施例中，隔膜的复合纳米纤维膜基层是由包括如下重量份数的组分的混合原料经静电纺丝而成的：37份聚丙烯酸树脂溶液、32份聚乙烯吡咯烷酮溶液、24份壳聚糖溶液、16份聚乙烯醇溶液、0.5份抗氧剂1010以及8份表面活性剂。聚丙烯酸树脂溶液为质量浓度为20wt％的聚丙烯酸水溶液；聚乙烯吡咯烷酮溶液为质量浓度17wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；壳聚糖溶液为质量浓度为3％的壳聚糖乙酸水溶液；聚乙烯醇溶液为质量浓度10wt％的聚乙烯醇水溶液；表面活性剂为聚山梨酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任一种。静电纺丝工艺参数为：纺丝电压25KV，纺丝距离为27cm，溶液推进速度为1.2ml/h，室温纺丝后真空干燥；纤维素纳米纤维膜层是由9wt％醋酸纤维素的三氟乙酸溶液为纺丝液进行静电纺丝形成于纤维素纳米纤维膜层的，并经过热压处理后与金属层、复合纳米纤维膜基层结合形成于金属层表面；热压处理为在真空条件下热处理温度150℃处理3小时。
实施例3：本实施例提供的一种锂电池复合隔膜与实施例1基本相同，不同之处在于，在本实施例中，隔膜的复合纳米纤维膜基层是由包括如下重量份数的组分的混合原料经静电纺丝而成的：35份聚丙烯酸树脂溶液、30份聚乙烯吡咯烷酮溶液、22份壳聚糖溶液、14份聚乙烯醇溶液、0.6份抗氧剂1010以及5份表面活性剂。聚丙烯酸树脂溶液为质量浓度为30wt％的聚丙烯酸水溶液；聚乙烯吡咯烷酮溶液为质量浓度19wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；壳聚糖溶液为质量浓度为6％的壳聚糖乙酸水溶液；聚乙烯醇溶液为质量浓度12wt％的聚乙烯醇水溶液；表面活性剂为二辛基琥珀酸磺酸钠。静电纺丝工艺参数为：纺丝电压20KV，纺丝距离为28cm，溶液推进速度为1.0ml/h，室温纺丝后真空干燥；纤维素纳米纤维膜层是由8wt％醋酸纤维素的三氟乙酸溶液为纺丝液进行静电纺丝形成于纤维素纳米纤维膜层的，并经过热压处理后与金属层、复合纳米纤维膜基层结合形成于金属层表面；热压处理为在真空条件下热处理温度160℃处理2小时。
实施例4：本实施例提供的一种锂电池复合隔膜与实施例1基本相同，不同之处在于，在本实施例中，隔膜的复合纳米纤维膜基层是由包括如下重量份数的组分的混合原料经静电纺丝而成的：34份聚丙烯酸树脂溶液、34份聚乙烯吡咯烷酮溶液、25份壳聚糖溶液、15份聚乙烯醇溶液、0.7份抗氧剂1010以及3份表面活性剂。聚丙烯酸树脂溶液为质量浓度为10wt％的聚丙烯酸水溶液；聚乙烯吡咯烷酮溶液为质量浓度18wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；壳聚糖溶液为质量浓度为5％的壳聚糖乙酸水溶液；聚乙烯醇溶液为质量浓度10wt％的聚乙烯醇水溶液；表面活性剂为聚山梨酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任一种。静电纺丝工艺参数为：纺丝电压23KV，纺丝距离为30cm，溶液推进速度为1.2ml/h，室温纺丝后真空干燥；纤维素纳米纤维膜层是由7wt％醋酸纤维素的三氟乙酸溶液为纺丝液进行静电纺丝形成于纤维素纳米纤维膜层的，并经过热压处理后与金属层、复合纳米纤维膜基层结合形成于金属层表面；热压处理为在真空条件下热处理温度140℃处理2.5小时。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种锂电池复合隔膜，包括隔膜，其特征在于：所述隔膜的底部设有封口，且隔膜上安装有电极片，所述隔膜的左右两侧好上方均设有粘贴膜，所述粘贴膜上设有胶点，且粘贴膜的右侧设有卡槽，所述粘贴膜的背面设有与卡槽对应的卡块，所述隔膜包括经静电纺丝而成的复合纳米纤维膜基层以及附着于复合纳米纤维膜基层表面的金属层以及经静电纺丝和热压处理成型于金属层表面的纤维素纳米纤维膜层。
2.根据权利要求1所述的锂电池复合隔膜，其特征在于：所述卡块与卡槽均为一次成型的注塑件；所述隔膜为多层结构，且每层隔膜之间通过封口连接；所述卡槽与卡块为过盈配合。
3.一种如权利要求1或2任一所述的锂电池复合隔膜，其特征在于：所述的隔膜的复合纳米纤维膜基层是由包括如下重量份数的组分的混合原料经静电纺丝而成的：30～37份聚丙烯酸树脂溶液、30～34份聚乙烯吡咯烷酮溶液、22～25份壳聚糖溶液、12～16份聚乙烯醇溶液、0.5～0.8份抗氧剂1010以及3～8份表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的锂电池复合隔膜，其特征在于：所述的聚丙烯酸树脂溶液为质量浓度为10～30wt％的聚丙烯酸水溶液；聚乙烯吡咯烷酮溶液为质量浓度17～19wt％的聚乙烯吡咯烷酮水溶液；壳聚糖溶液为质量浓度为3％～8％的壳聚糖乙酸水溶液；聚乙烯醇溶液为质量浓度10～12wt％的聚乙烯醇水溶液；所述的表面活性剂为聚山梨酯、二辛基琥珀酸磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠中的任一种。
5.根据权利要求3所述的锂电池复合隔膜，其特征在于：所述的静电纺丝工艺参数为：纺丝电压17～25KV，纺丝距离为27～30cm，溶液推进速度为0.9～1.2ml/h，室温纺丝后真空干燥。
6.根据权利要求1或2任一所述的锂电池复合隔膜，其特征在于：所述的金属层是将二氧化钛与二氧化锆颗粒分散液通过电喷雾法形成于复合纳米纤维膜基层表面的。
7.根据权利要求1或2任一所述的锂电池复合隔膜，其特征在于：所述的纤维素纳米纤维膜层是由7～9wt％醋酸纤维素的三氟乙酸溶液为纺丝液进行静电纺丝形成于纤维素纳米纤维膜层的，并经过热压处理后与金属层、复合纳米纤维膜基层结合形成于金属层表面。
8.根据权利要求7所述的锂电池复合隔膜，其特征在于：所述的热压处理为在真空条件下热处理温度100～160℃处理2～3小时。
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CN112271407A (zh) * 2020-11-04 2021-01-26 界首市天鸿新材料股份有限公司 一种高亲水性的锂电池隔膜及其制备方法

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