CN111987275A - 一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置 - Google Patents

一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111987275A
CN111987275A CN202010903664.4A CN202010903664A CN111987275A CN 111987275 A CN111987275 A CN 111987275A CN 202010903664 A CN202010903664 A CN 202010903664A CN 111987275 A CN111987275 A CN 111987275A
Authority
CN
China
Prior art keywords
needle
lithium ion
ion battery
solution
coaxial
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.)
Granted
Application number
CN202010903664.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111987275B (zh
Inventor
郑高峰
邵方琴
张心怡
刘益芳
柳娟
郑建毅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weinazhi Manufacturing (Xiamen) Innovation Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Xiamen University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen University filed Critical Xiamen University
Priority to CN202010903664.4A priority Critical patent/CN111987275B/zh
Publication of CN111987275A publication Critical patent/CN111987275A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111987275B publication Critical patent/CN111987275B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/16—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in electrical installations, e.g. cableways
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0092—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the electrical field, e.g. combined with a magnetic fields, using biased or alternating fields
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382—Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • 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
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/654—Means for temperature control structurally associated with the cells located inside the innermost case of the cells, e.g. mandrels, electrodes or electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置，包括以下步骤：⑴将聚偏氟乙烯加入到溶剂中，溶解，静置；⑵将磷酸三苯酯加入到溶剂中，溶解，静置；⑶将得到的混合溶液分别装入注射器中，将分别装有两种溶液的注射器固定在注射泵上，注射器连接同轴针头，将高压发生装置与同轴针头连接；⑷开启高压发生装置；⑸开启注射泵，开始静电纺丝；⑹静电纺丝完成后，关闭高压发生装置，得到锂离子电池隔膜；应用本发明公开的制备方法制备的锂离子电池隔膜，有效的提高锂离子电池隔膜的吸液率和孔隙率，吸液率和孔隙率的提高可以提高锂离子电池在高倍率下放出的容量。

Description

一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置。
背景技术
锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物为正极，锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌的过程。锂离子电池被认为是最有前途的储能系统，应用广泛。锂离子电池提供的能量密度是镍氢电池的2-3倍，功率密度是铅酸电池的5-6倍。其具有循环寿命长、自放电小、工作电压高、工作温度范围大、无记忆效应等优点。
现有技术中存在如下问题，锂离子电池操作不当时，锂离子电池中的化学储能会以热能的方式释放出来，存在发生火灾会发生爆炸的危险，锂离子电池中的隔膜对锂离子电池热失控过程起着重要的作用。隔膜对阴极和阳极进行电隔离，防止存储在电池中的化学能转化为热能，但是当温度接近隔膜的熔点时，隔膜的尺寸会缩小，导致阴极和阳极直接接触，使得电池短路。
发明内容
为此，需要提供一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置，解决了锂离子电池隔膜达到熔点后隔膜尺寸缩小导致锂离子电池短路的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
⑴将聚偏氟乙烯加入到二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶液中，搅拌均匀使得聚偏氟乙烯完全溶解，静置，直至气泡完全消失得到壳溶液；
⑵将磷酸三苯酯加入到二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶液中，搅拌均匀使得磷酸三苯酯完全溶解，静置，直至气泡完全消失得到核溶液；
⑶将壳溶液和核溶液分别装入注射器中，将分别装有两种溶液的注射器固定在注射泵上，注射器连接同轴针头，同轴针头包括内针头和外针头，所述内针头设置在外针头内，内针头和外针头同轴设置，装有核溶液的注射器与外针头连接，装有壳溶液的注射器与内针头连接，将高压发生装置与同轴针头连接；
⑷调节同轴针头与接收板的距离，开启高压发生装置使得同轴针头与接收板之间形成电纺静电场；
⑸开启注射泵，并调节壳溶液和核溶液的流速，开始静电纺丝；
⑹静电纺丝完成后，关闭高压发生装置，取下接收板，既得到锂离子电池隔膜。
进一步的，所述步骤⑴和步骤⑵混合溶液中二甲基甲酰胺与丙酮的质量比为1:1-7:3。
进一步的，所述步骤⑴中壳溶液的浓度为10-12wt％。
进一步的，所述步骤⑵中核溶液的浓度为30-40wt％。
进一步的，所述步骤⑷中同轴针头和接收板之间的距离为12-15cm。
进一步的，所述步骤⑸中壳溶液的流速为0.3-0.6ml/h，核溶液的流速为0.1-0.3ml/h。
进一步的，所述步骤⑹中静电纺丝的时间为5-6h。
本发明还提供一种离子电池隔膜的制备装置，所述制备装置应用权利要求1-7任意一项所述制备方法，包括多个注射器、多个注射泵、同轴针头、高压发生装置和接收板，所述注射器固定设置在注射泵上，所述同轴针头包括内针头和外针头，所述内针头设置在外针头内，内针头和外针头同轴设置，所述多个注射器分别与内针头和外针头连通，所述高压发生装置与同轴针头连接，所述接收板与同轴针头相对应
进一步的，所述高压发生装置电压为10-13kV。
进一步的，所述接收板上表面设有铝箔纸。
区别于现有技术，上述技术方案具有以下有益效果：
1、本方法制备的锂离子电池隔膜包括核层和壳层，本方法通过控制核溶液和壳溶液的流速间接控制制备而成的锂离子电池隔膜中壳层和核层中聚偏氟乙烯和磷酸三苯酯的质量比例，从而有效的提高了锂离子电池隔膜的吸液率和孔隙率，吸液率和孔隙率的提高可以提高锂离子电池在高倍率下放出的容量，使得锂离子电池在工作时放出更大的工作电流。
2、本方法制备的锂离子电池隔膜壳层为聚偏氟乙烯，核层为磷酸三苯酯，通过静电纺丝的工艺将聚偏氟乙烯设置在磷酸三苯酯的外层，能够提高锂离子电池隔膜的热稳定性。当电池出现热失控的现象时，由于温度升高，聚偏氟乙烯会融化，磷酸三苯酯会释放出来，溶解在电解液中，磷酸三苯酯继续受热自身热降解，转变成焦磷酸和PO·，其中焦磷酸可使电解质炭化，减少电解液因热分解而产生可燃气体的数量，同时在高温下难以分解，降低锂离子电池的温度同时阻止锂离子电池的温度继续升高；PO·捕捉电解液受热释放出来的H·和HO·，抑制燃烧的链式反应，使电解液从易燃变成不燃。
附图说明
图1为具体实施例1所述锂离子电池隔膜制备过程示意图；
图2为具体实施例1所述锂离子电池隔膜受热后反应式；
图3为具体实施例1所述锂离子电池隔膜制备流程图；
图4为具体实施例1-3和对照组锂离子电池隔膜吸液率和孔隙率的条形图；
图5为具体实施例1-3和对照组锂离子电池隔膜热稳定性测试结果对照图。
附图标记说明：
1、核溶液；2、壳溶液；3、同轴针头；301、内针头；302、外针头；4、高压发生装置；5、接收板。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
实施例1：
请参阅图1-5，本实施例公开一种锂离子电池隔膜的制备方法，具体制备方法包括以下步骤：
⑴取2g聚偏氟乙烯作为溶质，取12.6g二甲基甲酰胺和5.4g丙酮作为溶剂，将聚偏氟乙烯加入到二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶液中，将混合溶液置于磁子搅拌器上，在室温下搅拌10小时后，使得聚偏氟乙烯完全溶解，静置，直至气泡完全消失得到浓度为10wt％的壳溶液2(PVDF溶液)；
⑵取6g磷酸三苯酯作为溶质，取9.8g二甲基甲酰胺和4.2g丙酮作为溶剂，将磷酸三苯酯加入到二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶液中，将混合溶液置于磁子搅拌器上，在室温下搅拌2小时后，使得磷酸三苯酯完全溶解，静置，直至气泡完全消失得到浓度为30wt％核溶液1(TPP溶液)；
⑶将壳溶液2和核溶液1分别装入2.5ml塑料注射器中，将分别装有两种溶液的注射器固定在注射泵上，注射器连接同轴针头3，装有核溶液1的注射器与外针头302连接，装有壳溶液2的注射器与内针头301连接，将高压发生装置4与同轴针头3连接；
⑷将同轴针头3与接收板5之间的距离调节为15cm，开启高压发生装置 4使得同轴针头3与接收板5之间形成电纺静电场；
⑸开启注射泵，将壳溶液2的流速调整为0.6ml/h，将核溶液1的流速调整为0.2ml/h，使得核溶液1和壳溶液2均匀流出；
⑹静电纺织5h后，关闭高压发生装置4，取下接收板5上的铝箔纸，既得到锂离子电池隔膜。
应用上述制备方法，本实施例公开了一种锂离子电池隔膜的制备装置，包括两个注射器、两个注射泵、同轴针头3、高压发生装置4、同轴纤维和接收板5，注射器固定设置在注射泵上，同轴针头3包括内针头301和外针头 302，内针头301设置在外针头302内，内针头301和外针头302同轴设置，多个注射器分别与内针头301和外针头302连通，高压发生装置4与同轴针头3连接，接收板5与同轴针头3相对应，接收板5上表面设有铝箔纸。
应用上述制备方法及其制备装置，制备出的锂离子电池隔膜包括核层和壳层，壳层包裹设置在核层外表面，核层为阻燃剂，阻燃剂为磷酸三苯酯，壳层为聚偏氟乙烯，本实施例中聚偏氟乙烯和磷酸三苯脂的质量比为1：1。
按照上述制备方法及其制备装置对锂离子电池隔膜进行制备，以不同的壳溶液2和核溶液1流速作为1-3实施例，实验结果如表1所示：
表1：实施例1-3的壳溶液2和核溶液1的流速等参数
Figure BDA0002660641800000051
实施例1-3中通过控制壳溶液2和核溶液1的流速间接控制锂离子电池隔膜中聚偏氟乙烯和磷酸三苯酯质量的比值。对照组采用市面上商用的Celgard2325隔膜，Celgard2325为PP/PE/PP三层隔膜，其中PP为聚丙烯，PE为聚乙烯。
对实施例1-3和对照组的锂离子电池隔膜进行吸液率测试：
将制备的锂离子电池隔膜剪成2cm×2cm试样，称量其重量记作M1；再将其放入电解液中浸透20min，用滤纸吸干表面的电解液，再次称其重量记作 M2，锂离子电池隔膜的吸液率则可由下式计算得出：
Figure BDA0002660641800000061
式中：θ—锂离子电池隔膜的吸液率(％)；M1—浸泡前锂离子电池隔膜的质量(g)；M2—浸泡后锂离子电池隔膜的质量(g)，实验结果如表2所示。
对实施例1-3和对照组的锂离子电池隔膜进行孔隙率测试：
锂离子电池隔膜孔隙率采用正丁醇吸收法测定。将制备的锂离子电池隔膜剪2cm×2cm试样，称量其重量记作M0；再将其放入正丁醇中浸透20min，用滤纸吸干表面的正丁醇，再次称其重量记作Mb；锂离子电池隔膜的孔隙率则可由下式计算得出：
Figure BDA0002660641800000062
式中：P—锂离子电池隔膜的孔隙率(％)；M0—浸泡前锂离子电池隔膜的质量(g)；ρ0—聚合物的密度(g/cm3)；Mb—浸泡后锂离子电池隔膜的质量(g)；ρb—正丁醇密度(g/cm3)。
锂离子电池的倍率性能是锂离子电池隔膜的孔隙率和吸液率的函数，孔隙率和吸液率越高锂离子电池隔膜的倍率性能越好，实验结果如表2所示。
图4中Celgard2325为对照组，B1、B2和B3分别为实施例1-3，图4表示实施例1-3和对照组的锂离子电池隔膜的吸液率和孔隙率，由图4可知，锂离子电池隔膜中加入聚偏氟乙烯和磷酸三苯酯后吸液率和孔隙率均高于对照组。图5中Celgard2325为对照组，B1、B2和B3分别为实施例1-3，图5 表示实施例1-3和对照组的锂离子电池隔膜在150℃的温度下加热一个小时后的宏观变化。Celgard2325的熔点为165℃，Celgard2325在150摄氏度左右开始软化缩小，聚偏氟乙烯的熔点为172℃，磷酸三苯酯的熔点为50℃上下，磷酸三苯酯的熔点较低但因其被高熔点的聚偏氟乙烯包裹设置，所以磷酸三苯酯不影响本发明锂离子电池隔膜的热稳定性。由图5可知，对照组中的锂离子电池隔膜受热完全融化，而实施例1-3锂离子电池隔膜的尺寸没有变化，表明锂离子电池隔膜中加入聚偏氟乙烯和磷酸三苯酯后热稳定性能优于对照组，实验结果如表2所示。
表2：实施例1-3和对照组吸液率、孔隙率和热稳定性测试数据
Figure BDA0002660641800000071
由表1和表2可以得出，实施例1-3中的锂离子电池隔膜的吸液率和孔隙率均大于对照组中Celgard2325隔膜的吸液率和孔隙率，同时实施例1-3 中的锂离子电池隔膜的吸液率和孔隙率随着磷酸三苯酯的质量占比的下降而升高。在热稳定方面，当温度达到150℃时对照组中Celgard2325隔膜开始软化缩小，经过一个小时后Celgard2325隔膜完全溶解，而实施例1-3锂离子电池隔膜的尺寸没有发生明显变化。
综上所述可以得出以下结论：在锂离子电池隔膜材料变为聚偏氟乙烯和磷酸三苯酯后，可以有效的提高锂离子电池隔膜的吸液率和孔隙率，吸液率和孔隙率的提高可以有效的提高锂离子电池在高倍率下放出的容量。锂离子电池隔膜材料变为聚偏氟乙烯和磷酸三苯酯后热稳定性能优于对照组，可以有效的防止温度升高隔膜缩小造成阴阳极连接而短路的现象。
在实际使用中，当温度达到172℃时，聚偏氟乙烯开始融化，磷酸三苯酯被释放出来，并溶解在电解液中，磷酸三苯酯继续受热自身热降解，转变成焦磷酸和PO·，其中焦磷酸可使电解质炭化，在高温下难以分解，降低锂离子电池的温度同时阻止锂离子电池的温度继续升高，PO·捕捉电解液受热释放出来的H·和HO·，抑制燃烧的链式反应，使电解液从易燃变成不燃，有效抑制了高度易燃的电解质燃烧。壳结构在高温下能形成致密的薄膜，能够防止锂离子电池阴阳极连接造成的短路。使得锂离子电池隔膜在有效防止电池短路发生燃烧、爆炸等安全问题的同时具有高倍率下放出的容量大的特点。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
⑴将聚偏氟乙烯加入到二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶液中，搅拌均匀使得聚偏氟乙烯完全溶解，静置，直至气泡完全消失得到壳溶液；
⑵将磷酸三苯酯加入到二甲基甲酰胺与丙酮的混合溶液中，搅拌均匀使得磷酸三苯酯完全溶解，静置，直至气泡完全消失得到核溶液；
⑶将壳溶液和核溶液分别装入注射器中，将分别装有两种溶液的注射器固定在注射泵上，注射器连接同轴针头，同轴针头包括内针头和外针头，所述内针头设置在外针头内，内针头和外针头同轴设置，装有核溶液的注射器与外针头连接，装有壳溶液的注射器与内针头连接，将高压发生装置与同轴针头连接；
⑷调节同轴针头与接收板的距离，开启高压发生装置使得同轴针头与接收板之间形成电纺静电场；
⑸开启注射泵，并调节壳溶液和核溶液的流速，开始静电纺丝；
⑹静电纺丝完成后，关闭高压发生装置，取下接收板，既得到锂离子电池隔膜。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴和步骤⑵混合溶液中二甲基甲酰胺与丙酮的质量比为1:1-7:3。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤⑴中壳溶液的浓度为10-12wt％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤⑵中核溶液的浓度为30-40wt％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤⑷中同轴针头和接收板之间的距离为12-15cm。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤⑸中壳溶液的流速为0.3-0.6ml/h，核溶液的流速为0.1-0.3ml/h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤⑹中静电纺丝的时间为5-6h。
8.根据权利要求1-7任一项所述一种锂电池隔膜制备方法的制备装置，其特征在于，包括多个注射器、多个注射泵、同轴针头、高压发生装置和接收板，所述注射器固定设置在注射泵上，所述同轴针头包括内针头和外针头，所述内针头设置在外针头内，内针头和外针头同轴设置，所述多个注射器分别与内针头和外针头连通，所述高压发生装置与同轴针头连接，所述接收板与同轴针头相对应。
9.根据权利要求8所述制备装置，其特征在于：所述高压发生装置电压为10-13kV。
10.根据权利要求8所述制备装置，其特征在于：所述接收板上表面设有铝箔纸。
CN202010903664.4A 2020-09-01 2020-09-01 一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置 Active CN111987275B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010903664.4A CN111987275B (zh) 2020-09-01 2020-09-01 一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010903664.4A CN111987275B (zh) 2020-09-01 2020-09-01 一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111987275A true CN111987275A (zh) 2020-11-24
CN111987275B CN111987275B (zh) 2022-04-19

Family

ID=73447261

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010903664.4A Active CN111987275B (zh) 2020-09-01 2020-09-01 一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111987275B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220088084A (ko) * 2020-12-18 2022-06-27 재단법인대구경북과학기술원 이차전지 분리막, 이의 제조방법 및 상기 이차전지 분리막을 구비하는 리튬이차전지
CN114914629A (zh) * 2022-05-24 2022-08-16 上海轩邑新能源发展有限公司 一种阻燃复合隔膜及其制备方法和应用
CN115472999A (zh) * 2022-08-24 2022-12-13 厦门大学 一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102376928A (zh) * 2011-02-28 2012-03-14 河南义腾新能源科技有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
CN104045851A (zh) * 2014-06-10 2014-09-17 中国第一汽车股份有限公司 一种具有高机械强度和耐热性微孔聚合物隔膜的制备方法
CN104769744A (zh) * 2013-09-17 2015-07-08 株式会社Lg化学 热稳定性优异的隔膜以及包含其的二次电池
KR20160016202A (ko) * 2014-08-04 2016-02-15 주식회사 엘지화학 미세 캡슐이 포함된 분리막, 그의 제조방법 및 상기 분리막을 포함하는 이차전지
CN105789532A (zh) * 2014-12-26 2016-07-20 北京化工大学常州先进材料研究院 一种基于聚偏氟乙烯-六氟丙烯的锂离子电池复合隔膜
CN106450101A (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 大连理工大学 一种用同轴静电纺丝制备新型锂电池隔膜的方法
CN109473603A (zh) * 2017-09-07 2019-03-15 比亚迪股份有限公司 电池隔膜及其制备方法和锂电池
CN209912944U (zh) * 2019-04-23 2020-01-07 雒乙橙 一种锂电池隔膜
CN110854343A (zh) * 2019-11-26 2020-02-28 浙江理工大学 一种皮芯结构纤维素改性纳米纤维锂电池隔膜的制备方法
CN110994019A (zh) * 2019-12-24 2020-04-10 上海航天电源技术有限责任公司 一种阻燃微球电解液及其制备方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102376928A (zh) * 2011-02-28 2012-03-14 河南义腾新能源科技有限公司 一种锂离子电池隔膜及其制备方法
CN104769744A (zh) * 2013-09-17 2015-07-08 株式会社Lg化学 热稳定性优异的隔膜以及包含其的二次电池
CN104045851A (zh) * 2014-06-10 2014-09-17 中国第一汽车股份有限公司 一种具有高机械强度和耐热性微孔聚合物隔膜的制备方法
KR20160016202A (ko) * 2014-08-04 2016-02-15 주식회사 엘지화학 미세 캡슐이 포함된 분리막, 그의 제조방법 및 상기 분리막을 포함하는 이차전지
CN105789532A (zh) * 2014-12-26 2016-07-20 北京化工大学常州先进材料研究院 一种基于聚偏氟乙烯-六氟丙烯的锂离子电池复合隔膜
CN106450101A (zh) * 2016-08-29 2017-02-22 大连理工大学 一种用同轴静电纺丝制备新型锂电池隔膜的方法
CN109473603A (zh) * 2017-09-07 2019-03-15 比亚迪股份有限公司 电池隔膜及其制备方法和锂电池
CN209912944U (zh) * 2019-04-23 2020-01-07 雒乙橙 一种锂电池隔膜
CN110854343A (zh) * 2019-11-26 2020-02-28 浙江理工大学 一种皮芯结构纤维素改性纳米纤维锂电池隔膜的制备方法
CN110994019A (zh) * 2019-12-24 2020-04-10 上海航天电源技术有限责任公司 一种阻燃微球电解液及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KAI LIU等人: "Electrospun core-shell microfiber separator with thermal-triggered flame-retardant properties for lithium-ion batteries", 《SCI. ADV.》 *
SHUTING YANG等: "A core–shell structured polyacrylonitrile@poly(vinylidene fluoride hexafluoro propylene) microfiber complex membrane as a separator by co-axial electrospinning", 《RSC ADV.》 *
YUN ZHAO等人: "Core-Shell Nanofiber Containing Large Amount of Flame Retardants via Coaxial Dual-Nozzle Electrospinning as Battery Separators", 《ARXIV》 *
何建新主编，喻红芹、陈金静副主编: "《新型纤维材料学[M]》", 31 July 2014 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220088084A (ko) * 2020-12-18 2022-06-27 재단법인대구경북과학기술원 이차전지 분리막, 이의 제조방법 및 상기 이차전지 분리막을 구비하는 리튬이차전지
KR102494711B1 (ko) * 2020-12-18 2023-02-06 재단법인대구경북과학기술원 이차전지 분리막, 이의 제조방법 및 상기 이차전지 분리막을 구비하는 리튬이차전지
CN114914629A (zh) * 2022-05-24 2022-08-16 上海轩邑新能源发展有限公司 一种阻燃复合隔膜及其制备方法和应用
CN115472999A (zh) * 2022-08-24 2022-12-13 厦门大学 一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置
CN115472999B (zh) * 2022-08-24 2023-12-29 厦门大学 基于同轴静电纺丝的锂离子电池隔膜的制备方法及其装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN111987275B (zh) 2022-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111987275B (zh) 一种锂离子电池隔膜的制备方法及其制备装置
CN102119462B (zh) 制备凝胶聚合物电解质二次电池的方法和凝胶聚合物电解质二次电池
CN103441299B (zh) 锂离子电池凝胶电解质及其用单体以及其制备方法以及锂离子电池的制备方法
US20230335793A1 (en) Gel electrolyte precursor and use thereof
CN109638205B (zh) 一种纤维网状的锂硫电池改性隔膜及其制备方法和应用
CN101677139B (zh) 一种凝胶聚合物锂离子电池的制备方法
CN112652859A (zh) 阻燃结构及其制备方法、锂电池结构
CN112467193B (zh) 一种安全型锂离子电池及其制备方法
CN101894681A (zh) 双电层电容器电极片及其双电层电容器的制备方法
CN112713302B (zh) 一种阻燃聚合物凝胶电解质组合物、凝胶电解质及其制备方法和应用
JP5421853B2 (ja) 非水電解液及びこれを用いたリチウム二次電池
CN108550910A (zh) 一种高镍三元体系锂离子动力电池电解液
CN108666616A (zh) 一种锂离子电池电解液及电池
CN115132971A (zh) 新型含锂复合固态负极、其制备方法及半固态锂硫电池
CN111446502A (zh) 高温循环性能优异的锂离子电池用不可燃安全电解液及锂离子电池
CN114695883B (zh) 一种锂离子电池电解液补锂胶囊及制备方法，锂离子电池
CN101771175A (zh) 聚合物锂离子电池
CN115954609A (zh) 纺丝隔膜及其制作方法和锂电池
CN111834672B (zh) 阻燃液态电解质、锂电池及其制备方法
CN115472999B (zh) 基于同轴静电纺丝的锂离子电池隔膜的制备方法及其装置
CN111681886A (zh) 一种阻燃型有机电解液在锌负极和石墨正极组成的混合型电容器中的应用
CN117543090A (zh) 高强度阻燃复合凝胶聚合物电解质及其制备方法与应用
CN111868979A (zh) 铅蓄电池
CN112864533B (zh) 隔膜及其制备方法和应用
JP4370019B2 (ja) 電気二重層コンデンサの電界賦活方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230731

Address after: 307-03, Yuanhui Building, No.1 Zengcuo'an North Road, Software Park Phase I, Xiamen Torch High tech Zone, Xiamen, Fujian Province, 361000

Patentee after: Weinazhi Manufacturing (Xiamen) Innovation Technology Co.,Ltd.

Address before: Xiamen City, Fujian Province, 361005 South Siming Road No. 422

Patentee before: XIAMEN University

TR01 Transfer of patent right