CN112787042B

CN112787042B - 一种锂电池隔膜及其制备方法

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Publication number: CN112787042B
Application number: CN202010335364.0A
Authority: CN
Inventors: 刘桥; 陈志明
Original assignee: Individual
Current assignee: Liu Qiao
Priority date: 2020-04-24
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2022-08-26
Anticipated expiration: 2040-04-24
Also published as: CN112787042A

Abstract

本发明涉及一种锂电池隔膜及其制备方法，包括无纺布基层和位于无纺布基层正反面的静电纺丝层，所述静电纺丝层按照质量百分比计，包括如下原料：聚对苯二甲酸乙二醇酯50～60%、LCP聚合物10～15%、DMF15～20%陶瓷粉体5～10%、硅烷偶联剂1～1.5%、无水乙醇5～10%、蒸馏水1～3%、云母粉1～2%、分散剂0.3～0.8%以及抗氧剂0.2～0.5%。本发明制备的锂电池隔膜，通过提高陶瓷粒子与基体材料之间的粘合性，避免陶瓷粒子脱落，保证锂电池隔膜表面性能均一，提高锂电池的性能。

Description

一种锂电池隔膜及其制备方法

技术领域

本发明涉及锂电池的技术领域，尤其是涉及一种锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大材料组成，锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两级接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。电池的种类不同，采用的隔膜也不同，对于锂离子电池，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要隔膜材料耐有机溶剂。

根据不同的物理、化学特性，锂电池隔膜材料可以分为织造隔膜、非织造隔膜、微孔隔膜、复合隔膜、隔膜纸等几类，其中聚烯烃材料因具有优异的力学性能、化学稳定性和相对低廉的特点，商品化锂电池隔膜材料主要采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜。但是随着锂电池的发展，由聚乙烯、聚丙烯制备的微孔隔膜暴露出越来越多的缺点，例如当温度升高时，微孔隔膜容易产生收缩，造成大面积的电池内短路，带来安全隐患，针对上述问题，产业化应用最多的方法是在聚烯烃隔膜表面引入陶瓷粉体形成陶瓷涂层。

但是陶瓷粒子为无机材料，基体材料为有机物，陶瓷粒子与基体材料之间的粘合性差，陶瓷粒子易从基体材料表面脱落，脱落的陶瓷粒子造成隔膜表面性能不均一，影响电池性能；另外脱落的陶瓷粒子会增加电解液中锂离子迁移的阻力，不利于锂电池的快速充放电。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种锂电池隔膜，通过提高陶瓷粒子与基体材料之间的粘合性，保证锂电池隔膜表面性能均一，提高锂电池的性能；本发明的目的之二是提供一种锂电池隔膜的制备方法。

本发明的上述发明目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种锂电池隔膜，包括无纺布基层和位于无纺布基层正反面的静电纺丝层，所述静电纺丝层按照质量百分比计，包括如下原料：聚对苯二甲酸乙二醇酯50～60％、LCP聚合物10～15％、DMF15～20％、陶瓷粉体5～10％、硅烷偶联剂1～1.5％、无水乙醇5～10％、蒸馏水1～3％、云母粉1～2％、分散剂0.3～0.8％以及抗氧剂0.2～0.5％。

通过采用上述技术方案，以无纺布作为基层，在无纺布基层的两面设置静电纺丝层，聚对苯二甲酸乙二醇酯与无纺布之间相容性好，且聚对苯二甲酸乙二醇酯具有良好的耐热性、耐药品性和电绝缘性，当电池出现温度异常升高时，隔膜不易收缩，使用过程中的尺寸稳定性好，隔膜浸泡在电解液中结构稳定，不会影响锂电池的正常充放电过程。LCP聚合物具有全芳香族聚酯结构，与聚对苯二甲酸乙二醇酯之间具有良好的相容性，在静电纺丝层原料中加入LCP聚合物，因LCP聚合物具有良好的热稳定性和机械性能，因此能够提高静电纺丝层的热稳定性和机械性能，从而提高隔膜整体的热收缩性能。

采用陶瓷粉体填充聚对苯二甲酸乙二醇酯，陶瓷粉体比表面积大起到增强效果，有机基体的结晶度减小，离子电导率和吸液率均有所提高；另外陶瓷粉体表面的基团具有路易斯酸性，与路易斯碱性基团和锂盐发生反应时，能够提高锂电池的电化学性能。陶瓷粉体加入到聚对苯二甲酸乙二醇酯中，由于表面基团、极性的不同，导致陶瓷粉体容易团聚，不能够均匀分散，通过硅烷偶联剂处理过的陶瓷粉体在聚对苯二甲酸乙二醇酯中能够均匀分散且二者之间的粘合性强，因此将静电纺丝层喷射在无纺布上时，聚对苯二甲酸乙二醇酯起到胶粘剂的作用，粘接陶瓷粉体和无纺布，陶瓷粉体不易与无纺布基层发生脱离，因此使得制备的电池隔膜表面性能均一，锂离子迁移不受隔膜的影响，从而提高锂电池的性能。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述陶瓷粉体至少包括Al₂O₃、SiO₂中的一种。

通过采用上述技术方案，Al₂O₃、SiO₂具有亲液性和耐热性，加入到隔膜材料中能够提高隔膜的润湿性。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述Al₂O₃和SiO₂的质量比为1：1.2。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述硅烷偶联剂为KH-550。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述分散剂为氨基硅烷。

通过采用上述技术方案，氨基硅烷具有氨基和乙氧基，同时具备亲水性和亲油性，亲水性质使得氨基硅烷与陶瓷粉体及云母粉之间的相容性好，亲油性质使得氨基硅烷与聚对苯二甲酸乙二醇酯相容性好，聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融时，陶瓷粉体以及云母粉能够分散均匀，不会产生沉降，分散剂的使用能够进一步提高陶瓷粉体在聚对苯二甲酸乙二醇酯中分散均匀的程度，因此将静电纺丝层原料通过静电纺丝方法喷射在无纺布基层上时，陶瓷粉体既能够在无纺布基层上均匀分布又不易脱落，使得锂电池隔膜性能均一。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述抗氧剂为抗氧剂168。

通过采用上述技术方案，锂电池隔膜设置在锂电池中间，长期浸泡在电解液中，抗氧剂168能够避免隔膜氧化，保证锂电池正常使用。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述无纺布基层为聚丙烯层。

通过采用上述技术方案，聚丙烯力学性能优异、耐高温、耐化学品，作为隔膜的基层材料，在电解液中能够稳定存在，不会影响锂电池的充放电。

本发明的上述发明目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种锂电池隔膜的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤1、无水乙醇和蒸馏水混合后，再加入硅烷偶联剂，然后超声至硅烷偶联剂完全溶解，得到硅烷偶联剂稀释液；

步骤2、将步骤1制备的硅烷偶联剂稀释液喷洒在陶瓷粉体上，在100～130℃下混合搅拌30～60min，搅拌结束后干燥，得到硅烷偶联剂处理后的陶瓷粉体；

步骤3、将LCP聚合物溶解在DMF中，得到LCP聚合物溶液；

步骤4、将硅烷偶联剂处理后的陶瓷粉体、聚对苯二甲酸乙二醇酯、LCP聚合物溶液、云母粉、分散剂以及抗氧剂混合均匀，然后加入到螺杆挤出机中挤出造粒，得到静电纺丝层原料；

步骤5、将聚丙烯在165～175℃下熔融，熔融的聚丙烯通过喷丝头喷到网帘上，在140～150℃下辊压定型，得到无纺布基层；

步骤6、将步骤4制备的静电纺丝层原料熔融，然后将熔融后的浆液注射到注射器中，排出注射器内的气泡，然后将注射器固定在微量挤出泵上，连接注射器和喷丝头，对无纺布基层两面进行喷射，喷射结束后烘干，即可得到锂电池隔膜。

通过采用上述技术方案，硅烷偶联剂稀释液喷洒在陶瓷粉体上，硅烷偶联剂的亲水基团与陶瓷粉体连接，再和聚对苯二甲酸乙二醇酯混合时，硅烷偶联剂的亲油基团与聚对苯二甲酸乙二醇酯连接，从而使得陶瓷粉体在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀分散，使得隔膜表面的性能均一。采用静电纺丝方法制备的静电纺丝层具有大的比表面积，且在成型过程中会产生很多微孔，因此隔膜具有很强的吸附力，静电纺丝层的微孔结构，有利于提高毛细吸水性，因此制得的隔膜润湿性好。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.采用陶瓷粉体填充聚对苯二甲酸乙二醇酯，陶瓷粉体比表面积大起到增强效果，有机基体的结晶度减小，离子电导率和吸液率均有所提高；另外陶瓷粉体表面的基团具有路易斯酸性，与路易斯碱性基团和锂盐发生反应时，能够提高锂电池的电化学性能。陶瓷粉体加入到聚对苯二甲酸乙二醇酯中，由于表面基团、极性的不同，导致陶瓷粉体容易团聚，不能够均匀分散，通过硅烷偶联剂处理过的陶瓷粉体在聚对苯二甲酸乙二醇酯中能够均匀分散且二者之间的粘合性强，因此将静电纺丝层喷射在无纺布上时，聚对苯二甲酸乙二醇酯起到胶粘剂的作用，粘接陶瓷粉体和无纺布，陶瓷粉体不易与无纺布基层发生脱离，因此使得制备的电池隔膜表面性能均一，锂离子迁移不受隔膜的影响，从而提高锂电池的性能；

2.以无纺布作为基层，在无纺布基层的两面设置静电纺丝层，聚对苯二甲酸乙二醇酯与无纺布之间相容性好，且聚对苯二甲酸乙二醇酯具有良好的耐热性、耐药品性和电绝缘性，当电池出现温度异常升高时，隔膜不易收缩，使用过程中的尺寸稳定性好，隔膜浸泡在电解液中结构稳定，不会影响锂电池的正常充放电过程。LCP聚合物具有全芳香族聚酯结构，与聚对苯二甲酸乙二醇酯之间具有良好的相容性，在静电纺丝层原料中加入LCP聚合物，因LCP聚合物具有良好的热稳定性和机械性能，因此能够提高静电纺丝层的热稳定性和机械性能，从而提高隔膜整体的热收缩性能；

3.氨基硅烷具有氨基和乙氧基，同时具备亲水性和亲油性，亲水性质使得氨基硅烷与陶瓷粉体及云母粉之间的相容性好，亲油性质使得氨基硅烷与聚对苯二甲酸乙二醇酯相容性好，聚对苯二甲酸乙二醇酯熔融时，陶瓷粉体能够分散均匀，不会产生沉降，分散剂的使用能够进一步提高陶瓷粉体和云母粉在聚对苯二甲酸乙二醇酯中分散均匀的程度，因此将静电纺丝层原料通过静电纺丝方法喷射在无纺布基层上时，陶瓷粉体既能够在无纺布基层上均匀分布又不易脱落，使得锂电池隔膜性能均一；

4.硅烷偶联剂稀释液喷洒在陶瓷粉体上，硅烷偶联剂的亲水基团与陶瓷粉体连接，再和聚对苯二甲酸乙二醇酯混合时，硅烷偶联剂的亲油基团与聚对苯二甲酸乙二醇酯连接，从而使得陶瓷粉体在聚对苯二甲酸乙二醇酯中均匀分散，使得隔膜表面的性能均一。采用静电纺丝方法制备的静电纺丝层具有大的比表面积，且在成型过程中会产生很多微孔，因此隔膜具有很强的吸附力，静电纺丝层的微孔结构，有利于提高毛细吸水性，因此制得的隔膜润湿性好。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种锂电池隔膜，包括无纺布基层和位于无纺布基层正反面的静电纺丝层，静电纺丝层按照质量百分比计，包括50％聚对苯二甲酸乙二醇酯、LCP聚合物10％、DMF15％、10％Al₂O₃、1.5％KH-550、10％无水乙醇、1％蒸馏水、2％云母粉、0.3％氨基硅烷以及0.2％抗氧剂168。

一种锂电池隔膜的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤1、无水乙醇和蒸馏水混合后，再加入硅烷偶联剂，然后超声40min至硅烷偶联剂完全溶解，得到硅烷偶联剂稀释液；

步骤2、将步骤1制备的硅烷偶联剂稀释液喷洒在陶瓷粉体上，在100℃下混合搅拌60min，搅拌结束后干燥，得到硅烷偶联剂处理后的陶瓷粉体；

步骤3、将LCP聚合物溶解在DMF中，得到LCP聚合物溶液；

步骤5、将聚丙烯在165℃下熔融，熔融的聚丙烯通过喷丝头喷到网帘上，在150℃下辊压定型，得到无纺布基层；

步骤6、将步骤4制备的静电纺丝层原料熔融，然后将熔融后的浆液注射到注射器中，排出注射器内的气泡，再将注射器固定在微量挤出泵上，连接注射器和喷丝头，对无纺布基层两面进行喷射，喷射结束后烘干，即可得到锂电池隔膜，静电纺丝的参数设置：接收距离为20cm，纺丝温度为40℃，纺丝速度为0.2ml/h，电压为20KV。

实施例2

一种锂电池隔膜，包括无纺布基层和位于无纺布基层正反面的静电纺丝层，静电纺丝层按照质量百分比计，包括53％聚对苯二甲酸乙二醇酯、LCP聚合物10％、DMF15％、10％SiO₂、1.5％KH-550、8％无水乙醇、1％蒸馏水、1％云母粉、0.3％氨基硅烷以及0.2％抗氧剂168。

一种锂电池隔膜的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤2、将步骤1制备的硅烷偶联剂稀释液喷洒在陶瓷粉体上，在130℃下混合搅拌30min，搅拌结束后干燥，得到硅烷偶联剂处理后的陶瓷粉体；

步骤3、将LCP聚合物溶解在DMF中，得到LCP聚合物溶液；

步骤5、将聚丙烯在170℃下熔融，熔融的聚丙烯通过喷丝头喷到网帘上，在140℃下辊压定型，得到无纺布基层；

实施例3

一种锂电池隔膜，包括无纺布基层和位于无纺布基层正反面的静电纺丝层，静电纺丝层按照质量百分比计，包括50％聚对苯二甲酸乙二醇酯、LCP聚合物10％、DMF20％、2％Al₂O₃、3％SiO₂、1％KH-550、8％无水乙醇、3％蒸馏水、2％云母粉、0.5％氨基硅烷以及0.5％抗氧剂168。

一种锂电池隔膜的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤1、无水乙醇和蒸馏水混合后，再加入硅烷偶联剂，然后超声25min至硅烷偶联剂完全溶解，得到硅烷偶联剂稀释液；

步骤2、将步骤1制备的硅烷偶联剂稀释液喷洒在陶瓷粉体上，在110℃下混合搅拌50min，搅拌结束后干燥，得到硅烷偶联剂处理后的陶瓷粉体；

步骤3、将LCP聚合物溶解在DMF中，得到LCP聚合物溶液；

步骤5、将聚丙烯在175℃下熔融，熔融的聚丙烯通过喷丝头喷到网帘上，在145℃下辊压定型，得到无纺布基层；

实施例4

一种锂电池隔膜，包括无纺布基层和位于无纺布基层正反面的静电纺丝层，静电纺丝层按照质量百分比计，包括50％聚对苯二甲酸乙二醇酯、LCP聚合物15％、DMF18％、3％Al₂O₃、2％SiO₂、1.3％KH-550、6％无水乙醇、2％蒸馏水、1.5％云母粉、0.8％氨基硅烷以及0.4％抗氧剂168。

一种锂电池隔膜的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤1、无水乙醇和蒸馏水混合后，再加入硅烷偶联剂，然后超声30min至硅烷偶联剂完全溶解，得到硅烷偶联剂稀释液；

步骤2、将步骤1制备的硅烷偶联剂稀释液喷洒在陶瓷粉体上，在120℃下混合搅拌50min，搅拌结束后干燥，得到硅烷偶联剂处理后的陶瓷粉体；

步骤3、将LCP聚合物溶解在DMF中，得到LCP聚合物溶液；

实施例5

一种锂电池隔膜，包括无纺布基层和位于无纺布基层正反面的静电纺丝层，静电纺丝层按照质量百分比计，包括60％聚对苯二甲酸乙二醇酯、LCP聚合物10％、DMF15％、3％Al₂O₃、3％SiO₂、1％KH-550、5％无水乙醇、1％蒸馏水、1.2％云母粉、0.5％氨基硅烷以及0.3％抗氧剂168。

一种锂电池隔膜的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤2、将步骤1制备的硅烷偶联剂稀释液喷洒在陶瓷粉体上，在115℃下混合搅拌40min，搅拌结束后干燥，得到硅烷偶联剂处理后的陶瓷粉体；

步骤3、将LCP聚合物溶解在DMF中，得到LCP聚合物溶液；

实施例6

一种锂电池隔膜，包括无纺布基层和位于无纺布基层正反面的静电纺丝层，静电纺丝层按照质量百分比计，包括54％聚对苯二甲酸乙二醇酯、LCP聚合物12％、DMF15％、3％Al₂O₃、3.6％SiO₂、1.2％KH-550、7％无水乙醇、2％蒸馏水、1.4％云母粉、0.5％氨基硅烷以及0.3％抗氧剂168。

一种锂电池隔膜的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤2、将步骤1制备的硅烷偶联剂稀释液喷洒在陶瓷粉体上，在120℃下混合搅拌45min，搅拌结束后干燥，得到硅烷偶联剂处理后的陶瓷粉体；

步骤3、将硅烷偶联剂处理后的陶瓷粉体、聚对苯二甲酸乙二醇酯、云母粉、分散剂以及抗氧剂混合均匀，然后加入到螺杆挤出机中挤出造粒，得到静电纺丝层原料；

步骤4、将聚丙烯在170℃下熔融，熔融的聚丙烯通过喷丝头喷到网帘上，在145℃下辊压定型，得到无纺布基层；

步骤5、将步骤3制备的静电纺丝层原料熔融，然后将熔融后的浆液注射到注射器中，排出注射器内的气泡，再将注射器固定在微量挤出泵上，连接注射器和喷丝头，对无纺布基层两面进行喷射，喷射结束后烘干，即可得到锂电池隔膜，静电纺丝的参数设置：接收距离为20cm，纺丝温度为40℃，纺丝速度为0.2ml/h，电压为20KV。

对比例1

一种锂电池隔膜，与实施例6的区别在于静电纺丝层的原料不包括硅烷偶联剂，其它同实施例6。

对比例2

一种锂电池隔膜，与实施例6的区别在于静电纺丝层的原料不包括分散剂，其它同实施例6。

对比例3

一种锂电池隔膜，与实施例6的区别在于静电纺丝层的原料不包括LCP聚合物，其它同实施例6。

对比例4

一种锂电池隔膜，包括无纺布基层、设置在无纺布基层两面的聚对苯二甲酸乙二醇酯层以及涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯层上的陶瓷涂层，聚对苯二甲酸乙二醇酯层和陶瓷涂层的原料按照自量百分比计，包括54％聚对苯二甲酸乙二醇酯、LCP聚合物12％、DMF15％、3％Al₂O₃、3.6％SiO2、1.2％KH-550、7％无水乙醇、2％蒸馏水、1.4％云母粉、0.5％氨基硅烷以及0.3％抗氧剂168。

一种锂电池隔膜的制备方法，具体包括如下步骤：

步骤1、将聚丙烯在170℃下熔融，熔融的聚丙烯通过喷丝头喷到网帘上，在145℃下辊压定型，得到无纺布基层；

步骤2、将LCP聚合物溶解在DMF中，得到LCP聚合物溶液；

步骤3、聚对苯二甲酸乙二醇酯、LCP聚合物溶液、云母粉、分散剂以及抗氧剂混合均匀，然后加入到螺杆挤出机中挤出造粒；

步骤4、将步骤3造粒得到的粒子熔融，然后将熔融后的浆液注射到注射器中，排出注射器内的气泡，再将注射器固定在微量挤出泵上，连接注射器和喷丝头，对无纺布基层两面进行喷射，喷射结束后烘干，即得聚对苯二甲酸乙二醇酯层，静电纺丝的参数设置：接收距离为20cm，纺丝温度为40℃，纺丝速度为0.2ml/h，电压为20KV；

步骤5、无水乙醇和蒸馏水混合后，再加入硅烷偶联剂，然后超声30min至硅烷偶联剂完全溶解，得到硅烷偶联剂稀释液；

步骤6、将步骤1制备的硅烷偶联剂稀释液喷洒在陶瓷粉体上，在120℃下混合搅拌45min，得到硅烷偶联剂处理后的陶瓷粉体浆液；

步骤7、将陶瓷粉体浆液均匀涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯层上，干燥后即得陶瓷涂层。

性能检测

实施例和对比例制备的锂电池隔膜均裁剪成5cm×5cm的尺寸，然后进行如下测试：

吸液性测试：使用电子天平称量锂电池隔膜，重量记为M₀，然后放入至注射器中，抽取一定量的电解液，电解液为1M LiPF₆(EC/DMC＝1/1)，使锂电池隔膜完全浸没，用夹子夹住胶皮管密封，静置60min，排出注射器中的电解液，取出锂电池隔膜，用滤纸吸收锂电池隔膜表面的电解液，再使用电子天平称量浸润后的锂电池隔膜，重量记为M₁，计算吸液率，吸液率＝(M₁-M₀)/M₀；

热收缩测试：将裁剪后的锂电池隔膜平整的放置在加热板上，在烘箱中加热60min，加热结束后取出，观察锂电池隔膜表面的变化，记录锂电池隔膜分别在100℃、130℃、160℃三个温度下的热收缩情况；

隔膜电导率测试：利用阻塞电极法，组成不锈钢/隔膜/不锈钢结构，通过交流电压的变化，测量隔膜湿电阻，将锂电池隔膜浸泡在1M LiPF₆(EC/DMC＝1/1)电解液中2h，浸泡结束后取出置于两片不锈钢电极中间，组装成纽扣电池，上述操作在充满氩气的手套箱中，电导率测试采用CH1660E型电化学工作站完成，测试范围为1-100000Hz，振幅为5mV，计算电导率，电导率＝D/(R×S)，D为锂电池隔膜的厚度(cm)，R为锂电池隔膜的本体电阻(Ω)，S为测试电极的有效接触面积(cm²)。

表1为性能测试结果

根据吸液率性能测试结果表明，实施例1～实施例6采用本发明制备的锂电池隔膜，吸液率高于对比例1～对比例3制备的锂电池隔膜，因为采用静电纺丝法制备的静电纺丝层在无纺布基层表面呈纤维状，纤维交错排列能够增加隔膜对电解液的吸液率，另外陶瓷粉体能够增加隔膜的比表面积，从而进一步提升吸液率。将隔膜应用在锂电池中，不会导致锂电池的内阻增加，保证锂电池的循环性能。对比例1制备的锂电池隔膜，陶瓷粉体在静电纺丝层会团聚，因此导致吸液性差；对比例2制备的锂电池隔膜，陶瓷粉体的分散程度不如实施例，因此也会导致吸液率低；对比例4制备的锂电池隔膜，因为陶瓷粉体通过涂覆的方式涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯层上，使得陶瓷粉体容易脱落，对隔膜比表面积的增加不明显，因此导致吸液率低。

根据热收缩性能说明，在100℃下，除对比例3外，其它锂电池隔膜均未发生变形，对比例3制备的锂电池隔膜，未加入LCP聚合物，导致隔膜在100℃下，隔膜边缘就发生轻微收缩，说明LCP聚合物能够显著提高隔膜的热收缩性能；在130℃下，实施例制备的锂电池隔膜无收缩，说明陶瓷粉体起到骨架支撑的作用，隔热效果明显，对比例1～对比例3制备的锂电池隔膜边缘发生收缩，对比例1和对比例2制备的锂电池隔膜因为陶瓷粉体分散不均，导致陶瓷粉体的隔热传热的作用明显降低，而对比例4制备的锂电池隔膜因为陶瓷粉体脱落，所以导致隔膜的有机基体熔化，隔膜变薄变透明。160℃下，实施例制备的锂电池隔膜仍无收缩现象，说明本发明制备的锂电池隔膜热稳定性能优异，在高温时仍能保持尺寸的稳定性，避免锂电池正负极接触，提高锂电池使用过程的安全性能。

根据电导率测试结果，实施例制备的锂电池隔膜电导率优于对比例，说明陶瓷颗粒骨架支撑的纤维网状结构的吸液能力强，能够为锂离子的扩散提供足够多的孔隙通道，有利于锂离子的扩散，因此锂电池隔膜电导率高。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，并非对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims

1.一种锂电池隔膜，其特征在于：包括无纺布基层和位于无纺布基层正反面的静电纺丝层，所述静电纺丝层按照质量百分比计，包括如下原料：聚对苯二甲酸乙二醇酯50～60%、LCP聚合物10～15%、DMF15～20%、陶瓷粉体5～10%、硅烷偶联剂1～1.5%、无水乙醇5～10%、蒸馏水1～3%、云母粉1～2%、分散剂0.3～0.8%以及抗氧剂0.2～0.5%；

具体包括以下步骤:

步骤3、将LCP聚合物溶解在DMF中，得到LCP聚合物溶液；

步骤6、将步骤4制备的静电纺丝层原料熔融，然后将熔融后的浆液注射到注射器中，排出注射器内的气泡，然后将注射器固定在微量挤出泵上，连接注射器和喷丝头，对无纺布基层两面进行喷射，喷射结束后烘干，即可得到锂电池隔膜；

所述陶瓷粉体包括Al₂O₃、SiO₂中的至少一种，且所述Al₂O₃和SiO₂的质量比为1：1.2；

所述硅烷偶联剂为KH-550，所述分散剂为氨基硅烷，所述抗氧剂为抗氧剂168，所述无纺布基层为聚丙烯层。