CN110277526A - 提升锂电池负极循环性能的复合层状材料及5号可充电锂电池 - Google Patents

提升锂电池负极循环性能的复合层状材料及5号可充电锂电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,其是由如下方法制备的:对金属原料进行真空熔炼,对铝合金锭熔化,利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉;对铝合金粉进行热处理;取出一部分经热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理,得到经第一球磨处理的铝合金粉;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理,得到经过第二球磨处理的铝合金粉;将经第一球磨处理的铝合金粉、经第二球磨处理的铝合金粉分别溶于第一混合液、第二混合液,得到第一纺丝液、第二纺丝液;以第一纺丝液为原料,在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层;以及以第二纺丝液为原料,在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层。

Description

提升锂电池负极循环性能的复合层状材料及5号可充电锂 电池
技术领域
本发明是关于新能源技术领域,特别是关于一种提升锂电池负极循环性能的复合层状材料及5号可充电锂电池。
背景技术
锂电池,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。
现有技术CN109686904B公开了一种电池涂布膜浆料、电池隔膜以及二次电池及各自的制备方法,电池涂布膜浆料制备包括:提供聚合物,聚合物包括聚偏氟乙烯以及含氟聚合物;提供成核剂;将所述聚合物与所述成核剂进行组合,以得到浆料聚合物;以及基于所述浆料聚合物制备得到所述电池涂布膜浆料。
现有技术CN106340604B公开了一种聚合物粘结无机氧化物锂电池隔膜涂层的制备方法。其特征是利用氧化铝、氧化硅双性无机氧化物在pH值小于等电位点时表面zeta电位为正值的特点,采用官能基团带负电荷的聚合物粘结剂与无机氧化物静电自组装形成紧密的化学键,在涂布后形成结构稳定的无机氧化物涂层。其主要工艺步骤包括:配置无机氧化物-水分散液并测量其等电位点、调节无机氧化物-水分散液的pH值至等电位点以下、带磺酸根侧链的聚合物与无机氧化物静电自组装并形成浆料、涂布和干燥。
现有技术CN106229446B公开了一种锂电池多元复合隔膜的一体成型制备方法及隔膜材料,将纳米纤维主材加入有机溶剂中,加热、搅拌,使纳米纤维主材在有机溶剂中溶解均匀,得到纳米纤维主材-有机溶剂饱和溶液;另取有机溶剂,将无机纳米粉体颗粒加入其中并搅拌,得到无机纳米粉体颗粒-有机溶剂浆料;将无机纳米粉体颗粒-有机溶剂浆料加入到纳米纤维主材-有机溶剂饱和溶液中,混合搅拌均匀后得到静电纺丝浆料;将静电纺丝浆料在多头静电纺丝设备上进行纺丝,得到由复合纳米纤维组成的复合纤维膜;在纺丝过程中,将液态的有机聚合物涂覆包裹于复合纤维膜之外,得到多元复合隔膜半成品;将多元复合隔膜半成品进行拉伸、冷却、收卷,得到多元复合隔膜成品。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提升锂电池负极循环性能的复合层状材料及5号可充电锂电池,其能够克服现有技术的缺点。
为实现上述目的,本发明提供了一种提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,该提升锂电池负极循环性能的复合层状材料是由如下方法制备的:准备铝金属块、钛金属块以及镁金属块;按照合金化学式进行配料,得到金属原料;对金属原料进行真空熔炼,得到铝合金锭;将铝合金锭置于坩埚中,将坩埚中的铝合金锭熔化,利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉;对铝合金粉进行热处理,得到经过热处理的铝合金粉;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理,得到经过第一球磨处理的铝合金粉;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理,得到经过第二球磨处理的铝合金粉;将聚酰亚胺粒料以及PMMA粒料溶于DMF中,得到第一混合液;将聚苯乙烯颗粒以及聚酰亚胺粒料溶于DMF中,得到第二混合液;将经过第一球磨处理的铝合金粉溶于第一混合液,得到第一纺丝液;将经过第二球磨处理的铝合金粉溶于第二混合液,得到第二纺丝液;以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层;以及以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层。
在一优选的实施方式中,合金化学式为:Ti10+xAl80-x-yMg10+y,其中,x=2-5,y=1-4。
在一优选的实施方式中,利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉具体为:坩埚出口处铝合金液的流速为30-50kg/h,气体流速为400-600m/s,气体压力为30-40MPa,铝合金粉的冷凝速度为40000-60000K/s。
在一优选的实施方式中,对铝合金粉进行热处理的具体工艺为:热处理气氛为空气,热处理温度为450-500℃,热处理时间为20-30h。
在一优选的实施方式中,取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为1500-2000rpm,球磨时间为10-20h,球料比为(15-20):1;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为1000-1500rpm,球磨时间为5-10h,球料比为(15-20):1。
在一优选的实施方式中,在第一混合液中,聚酰亚胺的浓度为5-10wt%,PMMA的浓度为3-6wt%;在第二混合液中,聚苯乙烯的浓度为5-10wt%,聚酰亚胺的浓度为3-6wt%。
在一优选的实施方式中,在第一纺丝液中,经过第一球磨处理的铝合金粉的第一浓度为2-4wt%,在第二纺丝液中,经过第二球磨处理的铝合金粉的第二浓度为1-3wt%,并且第一浓度大于第二浓度。
在一优选的实施方式中,以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为30-35kV,第一纺丝液的推进速度为2-4mL/h,注射器距离接收辊的距离为10-15cm。
在一优选的实施方式中,以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为25-30kV,第二纺丝液的推进速度为5-8mL/h,注射器距离接收辊的距离为10-15cm。
本发明提供了一种5号可充电锂电池,该可充电锂电池使用如前述的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料作为隔膜层。
与现有技术相比,本发明具有如下优点:锂电池中主要包括电池正极、负极以及隔膜材料,目前现有技术的研究主要集中在电池正极与负极材料的研究,现有技术已经提出了大量的正极与负极材料。最近的研究表明,隔膜材料的制备工艺、组成也能够影响电池寿命,如果隔膜材料选择不当,可能导致隔膜材料的早期失效,从而导致隔膜材料不能有效阻隔电池正极和负极,从而导致电池正极和负极的损坏和寿命降低。本发明提出了一种新型的复合层状材料,将其作为隔膜材料时,其能够有效阻隔电池的正极与负极,提高正极和负极的使用寿命,同时实验结果表明,本发明的隔膜材料在多次循环之后不易损坏,不失效,能够持续保护正极与负极,从而间接的提高了电池的循环特性。
附图说明
图1是根据本发明一实施方式的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料的结构示意图。
图2是根据本发明一实施方式的方法流程图。
图3是根据本发明一实施方式的微孔PP膜的第一表面的SEM照片。
图4是根据本发明一实施方式的经过第一球磨处理的铝合金粉的SEM照片。
图5是根据本发明一实施方式的经过第二球磨处理的铝合金粉的SEM照片。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示,否则在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分,而并未排除其它元件或其它组成部分。本申请以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层;以及以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层的实现方法如下:首先将微孔PP膜(有的现有技术叫做PP微孔膜或者PP多孔膜,上述几种术语代表的是同一种材料,微孔PP膜是本领域公知的一种锂电池隔膜材料)卷绕在静电纺丝机的接收辊上,然后在其朝外侧的表面上形成第一静电纺丝层,然后将形成第一静电纺丝层的多孔PP膜从接收辊上分离下来,然后将多孔PP膜的另一面朝外,“涂覆”第一静电纺丝层的那一面朝里固定在接收辊上,然后再在前述的“另一面”上形成第二静电纺丝层。
图1是根据本发明一实施方式的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料结构示意图。如图所示,本发明的复合层状材料包括第一静电纺丝层101、微孔PP膜102以及第二静电纺丝层103。
图2是根据本发明一实施方式的方法流程图。如图所示,制备本发明的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料的方法包括如下步骤:
步骤201:准备铝金属块、钛金属块以及镁金属块;
步骤202:按照合金化学式进行配料,得到金属原料;
步骤203:对金属原料进行真空熔炼,得到铝合金锭;
步骤204:将铝合金锭置于坩埚中,将坩埚中的铝合金锭熔化,利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉;
步骤205:对铝合金粉进行热处理,得到经过热处理的铝合金粉;
步骤206:取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理,得到经过第一球磨处理的铝合金粉;
步骤207:取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理,得到经过第二球磨处理的铝合金粉;
步骤208:将聚酰亚胺粒料以及PMMA粒料溶于DMF中,得到第一混合液;
步骤209:将聚苯乙烯颗粒以及聚酰亚胺粒料溶于DMF中,得到第二混合液;
步骤210:将经过第一球磨处理的铝合金粉溶于第一混合液,得到第一纺丝液;
步骤211:将经过第二球磨处理的铝合金粉溶于第二混合液,得到第二纺丝液;
步骤212:以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层;以及
步骤213:以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层。
实施例1
提升锂电池负极循环性能的复合层状材料是由如下方法制备的:准备铝金属块、钛金属块以及镁金属块;按照合金化学式进行配料,得到金属原料;对金属原料进行真空熔炼,得到铝合金锭;将铝合金锭置于坩埚中,将坩埚中的铝合金锭熔化,利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉;对铝合金粉进行热处理,得到经过热处理的铝合金粉;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理,得到经过第一球磨处理的铝合金粉;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理,得到经过第二球磨处理的铝合金粉;将聚酰亚胺粒料以及PMMA粒料溶于DMF中,得到第一混合液;将聚苯乙烯颗粒以及聚酰亚胺粒料溶于DMF中,得到第二混合液;将经过第一球磨处理的铝合金粉溶于第一混合液,得到第一纺丝液;将经过第二球磨处理的铝合金粉溶于第二混合液,得到第二纺丝液;以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层;以及以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层。合金化学式为:Ti10+xAl80-x-yMg10+y,其中,x=2,y=1。利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉具体为:坩埚出口处铝合金液的流速为30kg/h,气体流速为400m/s,气体压力为30MPa,铝合金粉的冷凝速度为40000K/s。对铝合金粉进行热处理的具体工艺为:热处理气氛为空气,热处理温度为450℃,热处理时间为20h。取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为1500rpm,球磨时间为10h,球料比为15:1;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为1000rpm,球磨时间为5h,球料比为15:1。在第一混合液中,聚酰亚胺的浓度为5wt%,PMMA的浓度为3wt%;在第二混合液中,聚苯乙烯的浓度为5wt%,聚酰亚胺的浓度为3wt%。在第一纺丝液中,经过第一球磨处理的铝合金粉的第一浓度为2wt%,在第二纺丝液中,经过第二球磨处理的铝合金粉的第二浓度为1wt%,并且第一浓度大于第二浓度。以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为30kV,第一纺丝液的推进速度为2mL/h,注射器距离接收辊的距离为10cm。以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为25kV,第二纺丝液的推进速度为5mL/h,注射器距离接收辊的距离为10cm。
实施例2
提升锂电池负极循环性能的复合层状材料是由如下方法制备的:准备铝金属块、钛金属块以及镁金属块;按照合金化学式进行配料,得到金属原料;对金属原料进行真空熔炼,得到铝合金锭;将铝合金锭置于坩埚中,将坩埚中的铝合金锭熔化,利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉;对铝合金粉进行热处理,得到经过热处理的铝合金粉;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理,得到经过第一球磨处理的铝合金粉;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理,得到经过第二球磨处理的铝合金粉;将聚酰亚胺粒料以及PMMA粒料溶于DMF中,得到第一混合液;将聚苯乙烯颗粒以及聚酰亚胺粒料溶于DMF中,得到第二混合液;将经过第一球磨处理的铝合金粉溶于第一混合液,得到第一纺丝液;将经过第二球磨处理的铝合金粉溶于第二混合液,得到第二纺丝液;以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层;以及以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层。合金化学式为:Ti10+xAl80-x-yMg10+y,其中,x=5,y=4。利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉具体为:坩埚出口处铝合金液的流速为50kg/h,气体流速为600m/s,气体压力为40MPa,铝合金粉的冷凝速度为60000K/s。对铝合金粉进行热处理的具体工艺为:热处理气氛为空气,热处理温度为500℃,热处理时间为30h。取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为2000rpm,球磨时间为20h,球料比为20:1;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为1500rpm,球磨时间为10h,球料比为20:1。在第一混合液中,聚酰亚胺的浓度为10wt%,PMMA的浓度为6wt%;在第二混合液中,聚苯乙烯的浓度为10wt%,聚酰亚胺的浓度为6wt%。在第一纺丝液中,经过第一球磨处理的铝合金粉的第一浓度为4wt%,在第二纺丝液中,经过第二球磨处理的铝合金粉的第二浓度为3wt%,并且第一浓度大于第二浓度。以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为35kV,第一纺丝液的推进速度为4mL/h,注射器距离接收辊的距离为15cm。以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为30kV,第二纺丝液的推进速度为8mL/h,注射器距离接收辊的距离为15cm。
实施例3
提升锂电池负极循环性能的复合层状材料是由如下方法制备的:准备铝金属块、钛金属块以及镁金属块;按照合金化学式进行配料,得到金属原料;对金属原料进行真空熔炼,得到铝合金锭;将铝合金锭置于坩埚中,将坩埚中的铝合金锭熔化,利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉;对铝合金粉进行热处理,得到经过热处理的铝合金粉;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理,得到经过第一球磨处理的铝合金粉;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理,得到经过第二球磨处理的铝合金粉;将聚酰亚胺粒料以及PMMA粒料溶于DMF中,得到第一混合液;将聚苯乙烯颗粒以及聚酰亚胺粒料溶于DMF中,得到第二混合液;将经过第一球磨处理的铝合金粉溶于第一混合液,得到第一纺丝液;将经过第二球磨处理的铝合金粉溶于第二混合液,得到第二纺丝液;以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层;以及以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层。合金化学式为:Ti10+xAl80-x-yMg10+y,其中,x=3,y=2。利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉具体为:坩埚出口处铝合金液的流速为40kg/h,气体流速为500m/s,气体压力为35MPa,铝合金粉的冷凝速度为50000K/s。对铝合金粉进行热处理的具体工艺为:热处理气氛为空气,热处理温度为470℃,热处理时间为25h。取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为1800rpm,球磨时间为15h,球料比为18:1;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为1200rpm,球磨时间为8h,球料比为18:1。在第一混合液中,聚酰亚胺的浓度为7wt%,PMMA的浓度为5wt%;在第二混合液中,聚苯乙烯的浓度为7wt%,聚酰亚胺的浓度为5wt%。在第一纺丝液中,经过第一球磨处理的铝合金粉的第一浓度为3wt%,在第二纺丝液中,经过第二球磨处理的铝合金粉的第二浓度为2wt%,并且第一浓度大于第二浓度。以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为32kV,第一纺丝液的推进速度为3mL/h,注射器距离接收辊的距离为12cm。以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为27kV,第二纺丝液的推进速度为6mL/h,注射器距离接收辊的距离为12cm。
比较例1
与实施例1不同点在于:不对经过热处理的铝合金粉进行第一球磨处理或者第二球磨处理。
比较例2
与实施例1不同点在于:第一混合液和第二混合液都是聚酰亚胺粒料以及PMMA粒料溶于DMF。
比较例3
与实施例1不同点在于:第一纺丝液和第二混合液都加入经过第一球磨处理的铝合金粉。
比较例4
与实施例1不同点在于:合金化学式为:Ti10+xAl80-x-yMg10+y,其中,x=6,y=6。
比较例5
与实施例1不同点在于:利用气流喷射从坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉具体为:坩埚出口处铝合金液的流速为60kg/h,气体流速为800m/s,气体压力为20MPa,铝合金粉的冷凝速度为30000K/s。
比较例6
与实施例1不同点在于:对铝合金粉进行热处理的具体工艺为:热处理气氛为空气,热处理温度为550℃,热处理时间为40h。
比较例7
与实施例1不同点在于:取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为1000rpm,球磨时间为5h,球料比为15:1。
比较例8
与实施例1不同点在于:取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为2000rpm,球磨时间为15h,球料比为15:1。
比较例9
与实施例1不同点在于:在第一混合液中,聚酰亚胺的浓度为5wt%,PMMA的浓度为10wt%。
比较例10
与实施例1不同点在于:在第二混合液中,聚苯乙烯的浓度为5wt%,聚酰亚胺的浓度为10wt%。
比较例11
与实施例1不同点在于:在第一纺丝液中,经过第一球磨处理的铝合金粉的第一浓度为1wt%,在第二纺丝液中,经过第二球磨处理的铝合金粉的第二浓度为4wt%。
比较例12
与实施例1不同点在于:以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为25kV,第一纺丝液的推进速度为5mL/h,注射器距离接收辊的距离为20cm。
比较例13
与实施例1不同点在于:以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为35kV,第二纺丝液的推进速度为10mL/h,注射器距离接收辊的距离为5cm。
比较例14
市售某品牌的PP多孔膜。
利用实施例1-3以及比较例1-14所制备的隔膜材料,按照CN208970569U介绍的结构装配纽扣电池(负极材料、正极材料等其它材料均使用本领域公知的材料,并且保持各个实施例以及对比例使用的负极材料、正极材料等其它材料不变)。随后按照《固态化薄膜锂电池及相关材料的制备与性能研究》(电子科技大学博士学位论文,作者俞兆喆)提供的方法在1C的电流密度下测试首次放电比容量以及200次循环之后的放电比容量(单位均为mAh/g),将上述两个数值相除得到放电比容量剩余率。
表1
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (10)

1.一种提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,其特征在于:所述提升锂电池负极循环性能的复合层状材料是由如下方法制备的:
准备铝金属块、钛金属块以及镁金属块;
按照合金化学式进行配料,得到金属原料;
对所述金属原料进行真空熔炼,得到铝合金锭;
将所述铝合金锭置于坩埚中,将所述坩埚中的铝合金锭熔化,利用气流喷射从所述坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉;
对所述铝合金粉进行热处理,得到经过热处理的铝合金粉;
取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理,得到经过第一球磨处理的铝合金粉;
取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理,得到经过第二球磨处理的铝合金粉;
将聚酰亚胺粒料以及PMMA粒料溶于DMF中,得到第一混合液;
将聚苯乙烯颗粒以及聚酰亚胺粒料溶于DMF中,得到第二混合液;
将经过第一球磨处理的铝合金粉溶于所述第一混合液,得到第一纺丝液;
将经过第二球磨处理的铝合金粉溶于所述第二混合液,得到第二纺丝液;
以所述第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层;以及
以所述第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层。
2.如权利要求1所述的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,其特征在于:所述合金化学式为:Ti10+xAl80-x-yMg10+y,其中,x=2-5,y=1-4。
3.如权利要求1所述的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,其特征在于:利用气流喷射从所述坩埚出口处流出的铝合金液,得到铝合金粉具体为:坩埚出口处铝合金液的流速为30-50kg/h,气体流速为400-600m/s,气体压力为30-40MPa,铝合金粉的冷凝速度为40000-60000K/s。
4.如权利要求1所述的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,其特征在于:对所述铝合金粉进行热处理的具体工艺为:热处理气氛为空气,热处理温度为450-500℃,热处理时间为20-30h。
5.如权利要求1所述的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,其特征在于:取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第一球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为1500-2000rpm,球磨时间为10-20h,球料比为(15-20):1;取出一部分经过热处理的铝合金粉,并进行第二球磨处理的具体工艺为:球磨机转速为1000-1500rpm,球磨时间为5-10h,球料比为(15-20):1。
6.如权利要求1所述的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,其特征在于:在所述第一混合液中,所述聚酰亚胺的浓度为5-10wt%,所述PMMA的浓度为3-6wt%;在所述第二混合液中,所述聚苯乙烯的浓度为5-10wt%,所述聚酰亚胺的浓度为3-6wt%。
7.如权利要求1所述的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,其特征在于:在所述第一纺丝液中,所述经过第一球磨处理的铝合金粉的第一浓度为2-4wt%,在所述第二纺丝液中,所述经过第二球磨处理的铝合金粉的第二浓度为1-3wt%,并且所述第一浓度大于所述第二浓度。
8.如权利要求1所述的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,其特征在于:以第一纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第一表面形成第一静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为30-35kV,所述第一纺丝液的推进速度为2-4mL/h,注射器距离接收辊的距离为10-15cm。
9.如权利要求1所述的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料,其特征在于:以第二纺丝液为原料,利用静电纺丝法在微孔PP膜的第二表面形成第二静电纺丝层的具体工艺为:纺丝电压为25-30kV,所述第二纺丝液的推进速度为5-8mL/h,注射器距离接收辊的距离为10-15cm。
10.一种5号可充电锂电池,其特征在于;所述可充电锂电池使用如权利要求1-9之一所述的提升锂电池负极循环性能的复合层状材料作为隔膜层。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1363343A1 (en) * 2002-05-15 2003-11-19 Mes-Dea S.A. Low temperature sodium/metal chloride electrochemical battery unit
JP2005023436A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toray Ind Inc 特殊繊維
CN1797814A (zh) * 2004-12-28 2006-07-05 日立电线株式会社 燃料电池用隔板及其制造方法,以及导电性耐腐蚀金属材料
JP2008016446A (ja) * 2006-06-09 2008-01-24 Canon Inc 粉末材料、粉末材料を用いた電極構造体及び該電極構造体を有する蓄電デバイス、並びに粉末材料の製造方法
CN104319361A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 北京石油化工学院 复合隔膜的制备方法
WO2016198712A1 (es) * 2015-06-08 2016-12-15 Fundació Institut De Recerca En Energia De Catalunya Nanoestructura de láminas concéntricas
CN106784539A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 厦门大学 一种无纺布陶瓷隔膜及其制备方法和应用
CN108807946A (zh) * 2018-08-07 2018-11-13 许焕生 具有多层核壳结构的锂电池正极材料的制备方法
CN108842293A (zh) * 2018-07-10 2018-11-20 宁波革创新材料科技有限公司 一种环保柔性储氢材料的制备方法
CN108950260A (zh) * 2018-08-07 2018-12-07 泉州市康馨化工科技有限公司 Mg基储氢纳米线的制备方法
CN109449352A (zh) * 2018-10-12 2019-03-08 西安交通大学 锂电池隔膜及其制备方法、及使用该隔膜的锂电池

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1363343A1 (en) * 2002-05-15 2003-11-19 Mes-Dea S.A. Low temperature sodium/metal chloride electrochemical battery unit
JP2005023436A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Toray Ind Inc 特殊繊維
CN1797814A (zh) * 2004-12-28 2006-07-05 日立电线株式会社 燃料电池用隔板及其制造方法,以及导电性耐腐蚀金属材料
JP2008016446A (ja) * 2006-06-09 2008-01-24 Canon Inc 粉末材料、粉末材料を用いた電極構造体及び該電極構造体を有する蓄電デバイス、並びに粉末材料の製造方法
CN104319361A (zh) * 2014-10-15 2015-01-28 北京石油化工学院 复合隔膜的制备方法
WO2016198712A1 (es) * 2015-06-08 2016-12-15 Fundació Institut De Recerca En Energia De Catalunya Nanoestructura de láminas concéntricas
CN106784539A (zh) * 2017-01-24 2017-05-31 厦门大学 一种无纺布陶瓷隔膜及其制备方法和应用
CN108842293A (zh) * 2018-07-10 2018-11-20 宁波革创新材料科技有限公司 一种环保柔性储氢材料的制备方法
CN108807946A (zh) * 2018-08-07 2018-11-13 许焕生 具有多层核壳结构的锂电池正极材料的制备方法
CN108950260A (zh) * 2018-08-07 2018-12-07 泉州市康馨化工科技有限公司 Mg基储氢纳米线的制备方法
CN109449352A (zh) * 2018-10-12 2019-03-08 西安交通大学 锂电池隔膜及其制备方法、及使用该隔膜的锂电池

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