CN117134072A - 一种锂电池隔膜及其制备方法 - Google Patents
一种锂电池隔膜及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117134072A CN117134072A CN202311197515.0A CN202311197515A CN117134072A CN 117134072 A CN117134072 A CN 117134072A CN 202311197515 A CN202311197515 A CN 202311197515A CN 117134072 A CN117134072 A CN 117134072A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyolefin
- solution
- diaphragm
- membrane
- lithium battery
- 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
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 47
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 claims abstract description 99
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 72
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 60
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 claims abstract description 31
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 30
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical group OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 73
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 29
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 26
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 25
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 23
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 claims description 21
- -1 tertiary amine salt Chemical class 0.000 claims description 19
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 18
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 18
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 claims description 17
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 17
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 17
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical group [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 15
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 14
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 13
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000036316 preload Effects 0.000 claims description 12
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 11
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 10
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 claims description 9
- 239000006255 coating slurry Substances 0.000 claims description 7
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 5
- 238000010041 electrostatic spinning Methods 0.000 claims description 5
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 claims 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 claims 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 abstract 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000005475 siliconizing Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
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
- H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
- H01M50/457—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
-
- 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
-
- 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
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
- H01M50/417—Polyolefins
-
- 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
- H01M50/431—Inorganic 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
- H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
-
- 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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种锂电池隔膜及其制备方法，包括：聚烯烃基膜和附着在聚烯烃基膜表面的SiO2；其中所述聚烯烃基膜表面浸涂有聚多巴胺；所述SiO2与聚多巴胺的邻苯二酚官能团结合以粘附在聚烯烃基膜上；本发明的SiO2‑聚烯烃锂电复合隔膜及其制备方法采用原位生长的技术将二氧化硅与聚烯烃隔膜结合起来，且无需使用粘结剂，利用邻苯二酚官能团的粘结性能将两种材料粘附在一起，为锂电复合隔膜制备提供了新方法。本发明制备的二氧化硅复合隔膜具有极好的耐高温性能，相比传统的陶瓷涂覆膜，不使用粘结剂，可提高离子传导率。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池领域，具体涉及一种锂电池隔膜及其制备方法。
背景技术
锂离子电池包括正极、负极、隔膜以及电解质，隔膜作为锂离子电池的重要组成部分之一 ,主要作用为:防止电池内部短路 ,作为电解质载体 ,为锂离子移动提供通道。隔膜对锂离子电池使用环境、比容量、安全性能、使用寿命等具有极其重要的影响 ,所以研究开发具有优异性能且制备工艺简单 ,适合工业化生产的聚合物隔膜是提高锂离子电池应用的重要方向。
隔膜的制备方法主要有湿法和干法，其主要材料主要有聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯/聚丙烯。然而，PE膜在高温下的剧烈热收缩会导致阳极和阴极之间短路，最终导致电池爆炸。在克服热收缩的各种方法中，用陶瓷材料做涂层材料是目前常用的技术手段。这些陶瓷材料通过机械地保持隔膜的尺寸来防止收缩，然而，由于聚烯烃隔膜的表面能较低，陶瓷颗粒在隔离膜表面易脱落，从而堵塞聚烯烃隔膜的微孔。常用高分子粘结剂来提高陶瓷颗粒和隔膜的粘结力，但其会降低隔膜的离子电导率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种锂电池隔膜及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种锂电池隔膜及其制备方法，包括：聚烯烃基膜和附着在聚烯烃基膜表面的SiO2以及阻燃涂层；
其中所述聚烯烃基膜的表面浸涂有聚多巴胺；
所述SiO2与聚多巴胺的邻苯二酚官能团结合以粘附在聚烯烃基膜上。
所述锂电子隔膜通过如下步骤制备：
S1：将Tris碱性溶液与HCL混合，制得Tris缓冲液，将多巴胺加入Tris缓冲液中，配置成聚多巴胺溶液，将聚烯烃基膜浸泡在聚多巴胺溶液中，在室温下浸泡后，再在含叔胺盐类物质溶液中，在室温下浸泡，得到待处理聚烯烃基膜，将待处理聚烯烃基膜用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到预处理聚烯烃基膜。
S2：将正硅酸四乙酯、无水乙醇混合，滴加HCl溶液，在室温下搅拌后，再滴加到磷酸盐缓冲液中，制得SiO2预负载液，将预处理聚烯烃基膜在SiO2预负载液中浸泡后，取出用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜。
S3：采用SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜作为膜的中部本体，将核壳结构的无机颗粒涂布浆液均匀涂布于多孔聚烯烃基膜两侧表面，50-65°C干燥后，制得锂电池隔膜。
所述聚烯烃基膜通过如下步骤制备：
将聚合混合物加入到二甲基甲酰胺和丙酮的混合液中，升温搅拌溶解、混合均匀，对得到的混合液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离为10-20cm，电压为8-15kv，流速为1.5-8ml/h，烘干得到聚烯烃基膜。
所述阻燃涂料通过如下步骤制备：
A1：采用纳米无机氧化物分散液和刻蚀剂作为原料，所述刻蚀剂为氢氧化锂溶液，将刻蚀剂加入到纳米无机氧化物核分散液中，进行加热搅拌反应 ,制得具有多孔核壳结构的无机颗粒分散液；按照质量百分比计算的所述分散液的固含量为45-55％；
A2：将在所述步骤(1)中制备的多孔核壳结构的无机颗粒分散液加入有机添加剂，进行第一次搅拌，继续加入粘结剂和溶剂，进行第二次搅拌，制得阻燃涂料。
本发明的有益效果：
使用聚多巴胺将叔胺盐固定在聚烯烃隔膜表面，叔胺盐作为硅化反应的引发剂，将二氧化硅负载到聚烯烃隔膜表面；无需使用粘结剂等助剂，直接将二氧化硅生长到聚烯烃隔膜表面，避免了粘结剂的使用，可提高离子电导率；将二氧化硅直接生长在聚烯烃隔膜表面，且粘附力强，避免了涂层掉粉的问题；
提高了聚烯烃隔膜的浸润性。
具体实施方式
下面将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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种聚烯烃基膜，通过如下步骤制备：
将聚合混合物加入到二甲基甲酰胺和丙酮的混合液中，升温搅拌溶解、混合均匀，对得到的混合液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离为10-20cm，电压为8-15kv，流速为1.5-8ml/h，烘干得到聚烯烃基膜。
实施例2
一种聚烯烃基膜，通过如下步骤制备：
将聚合混合物加入到二甲基甲酰胺和丙酮的混合液中，升温搅拌溶解、混合均匀，对得到的混合液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离为10-20cm，电压为8-15kv，流速为1.5-8ml/h，烘干得到聚烯烃基膜。
实施例3
一种聚烯烃基膜，通过如下步骤制备：
将聚合混合物加入到二甲基甲酰胺和丙酮的混合液中，升温搅拌溶解、混合均匀，对得到的混合液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离为10-20cm，电压为8-15kv，流速为1.5-8ml/h，烘干得到聚烯烃基膜。
实施例4
一种阻燃涂料，通过如下步骤制备：
A1：采用纳米无机氧化物分散液和刻蚀剂作为原料，所述刻蚀剂为氢氧化锂溶液，将刻蚀剂加入到纳米无机氧化物核分散液中，进行加热搅拌反应 ,制得具有多孔核壳结构的无机颗粒分散液；按照质量百分比计算的所述分散液的固含量为45-55％；
A2：将在所述步骤(1)中制备的多孔核壳结构的无机颗粒分散液加入有机添加剂，进行第一次搅拌，继续加入粘结剂和溶剂，进行第二次搅拌，制得阻燃涂料。
实施例5
一种阻燃涂料，通过如下步骤制备：
A1：采用纳米无机氧化物分散液和刻蚀剂作为原料，所述刻蚀剂为氢氧化锂溶液，将刻蚀剂加入到纳米无机氧化物核分散液中，进行加热搅拌反应 ,制得具有多孔核壳结构的无机颗粒分散液；按照质量百分比计算的所述分散液的固含量为45-55％；
A2：将在所述步骤(1)中制备的多孔核壳结构的无机颗粒分散液加入有机添加剂，进行第一次搅拌，继续加入粘结剂和溶剂，进行第二次搅拌，制得阻燃涂料。
实施例6
一种阻燃涂料，通过如下步骤制备：
A1：采用纳米无机氧化物分散液和刻蚀剂作为原料，所述刻蚀剂为氢氧化锂溶液，将刻蚀剂加入到纳米无机氧化物核分散液中，进行加热搅拌反应 ,制得具有多孔核壳结构的无机颗粒分散液；按照质量百分比计算的所述分散液的固含量为45-55％；
A2：将在所述步骤(1)中制备的多孔核壳结构的无机颗粒分散液加入有机添加剂，进行第一次搅拌，继续加入粘结剂和溶剂，进行第二次搅拌，制得阻燃涂料。
实施例7
一种锂电池隔膜及其制备方法，包括：聚烯烃基膜和附着在聚烯烃基膜表面的SiO2以及阻燃涂层；
其中所述聚烯烃基膜的表面浸涂有聚多巴胺；
所述SiO2与聚多巴胺的邻苯二酚官能团结合以粘附在聚烯烃基膜上。
所述锂电子隔膜通过如下步骤制备：
S1：将Tris碱性溶液与HCL混合，制得Tris缓冲液，将多巴胺加入Tris缓冲液中，配置成聚多巴胺溶液，将聚烯烃基膜浸泡在聚多巴胺溶液中，在室温下浸泡后，再在含叔胺盐类物质溶液中，在室温下浸泡，得到待处理聚烯烃基膜，将待处理聚烯烃基膜用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到预处理聚烯烃基膜。
S2：将正硅酸四乙酯、无水乙醇混合，滴加HCl溶液，在室温下搅拌后，再滴加到磷酸盐缓冲液中，制得SiO2预负载液，将预处理聚烯烃基膜在SiO2预负载液中浸泡后，取出用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜。
S3：采用SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜作为膜的中部本体，将核壳结构的无机颗粒涂布浆液均匀涂布于多孔聚烯烃基膜两侧表面，50-65°C干燥后，制得锂电池隔膜。
实施例8
一种锂电池隔膜及其制备方法，包括：聚烯烃基膜和附着在聚烯烃基膜表面的SiO2以及阻燃涂层；
其中所述聚烯烃基膜的表面浸涂有聚多巴胺；
所述SiO2与聚多巴胺的邻苯二酚官能团结合以粘附在聚烯烃基膜上。
所述锂电子隔膜通过如下步骤制备：
S1：将Tris碱性溶液与HCL混合，制得Tris缓冲液，将多巴胺加入Tris缓冲液中，配置成聚多巴胺溶液，将聚烯烃基膜浸泡在聚多巴胺溶液中，在室温下浸泡后，再在含叔胺盐类物质溶液中，在室温下浸泡，得到待处理聚烯烃基膜，将待处理聚烯烃基膜用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到预处理聚烯烃基膜。
S2：将正硅酸四乙酯、无水乙醇混合，滴加HCl溶液，在室温下搅拌后，再滴加到磷酸盐缓冲液中，制得SiO2预负载液，将预处理聚烯烃基膜在SiO2预负载液中浸泡后，取出用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜。
S3：采用SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜作为膜的中部本体，将核壳结构的无机颗粒涂布浆液均匀涂布于多孔聚烯烃基膜两侧表面，50-65°C干燥后，制得锂电池隔膜。
实施例9
一种锂电池隔膜及其制备方法，包括：聚烯烃基膜和附着在聚烯烃基膜表面的SiO2以及阻燃涂层；
其中所述聚烯烃基膜的表面浸涂有聚多巴胺；
所述SiO2与聚多巴胺的邻苯二酚官能团结合以粘附在聚烯烃基膜上。
所述锂电子隔膜通过如下步骤制备：
S1：将Tris碱性溶液与HCL混合，制得Tris缓冲液，将多巴胺加入Tris缓冲液中，配置成聚多巴胺溶液，将聚烯烃基膜浸泡在聚多巴胺溶液中，在室温下浸泡后，再在含叔胺盐类物质溶液中，在室温下浸泡，得到待处理聚烯烃基膜，将待处理聚烯烃基膜用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到预处理聚烯烃基膜。
S2：将正硅酸四乙酯、无水乙醇混合，滴加HCl溶液，在室温下搅拌后，再滴加到磷酸盐缓冲液中，制得SiO2预负载液，将预处理聚烯烃基膜在SiO2预负载液中浸泡后，取出用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜。
S3：采用SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜作为膜的中部本体，将核壳结构的无机颗粒涂布浆液均匀涂布于多孔聚烯烃基膜两侧表面，50-65°C干燥后，制得锂电池隔膜。
对比例1
一种锂电池隔膜及其制备方法，
将50mL0 .1mol/L的Tris碱性溶液与15mL0 .1mol/L的HCl混合；将多巴胺加入Tris缓冲液中，配制成0.02mol/L的聚多巴胺溶液。将PE隔膜浸泡在聚多巴胺溶液中，室温的条件下浸泡1h，然后再将聚烯烃隔膜浸泡在含叔胺盐类物质溶液中，室温的条件下反应5h，取出聚烯烃隔膜用去离子水洗涤，在惰性气体条件中进行干燥处理。
在室温条件下，将正硅酸四乙酯、无水乙醇混合，再滴加0 .01mol/L的HCl溶液，搅拌15分钟，然后滴加到磷酸盐缓冲液中。将上述步骤制备的PE隔膜放入，浸泡1h，取出用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥，制得锂电池隔膜。
对比例2
一种锂电池隔膜及其制备方法，
将50mL0 .1mol/L的Tris碱性溶液与15mL0 .1mol/L的HCl混合；将多巴胺加入Tris缓冲液中，配制成0.02mol/L的聚多巴胺溶液。将PE隔膜浸泡在聚多巴胺溶液中，室温的条件下浸泡1h，然后再将聚烯烃隔膜先涂覆实施例4所得浆料，然后浸泡在含叔胺盐类物质溶液中，室温的条件下反应5h，取出聚烯烃隔膜用去离子水洗涤，在惰性气体条件中进行干燥处理。
在室温条件下，将正硅酸四乙酯、无水乙醇混合，再滴加0 .01mol/L的HCl溶液，搅拌15分钟，然后滴加到磷酸盐缓冲液中。将上述步骤制备的PE隔膜放入，浸泡1h，取出用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥，制得锂电池隔膜。
对比例2
一种锂电池隔膜及其制备方法，
将50mL0 .1mol/L的Tris碱性溶液与15mL0 .1mol/L的HCl混合；将多巴胺加入Tris缓冲液中，配制成0.02mol/L的聚多巴胺溶液。将PE隔膜浸泡在聚多巴胺溶液中，室温的条件下浸泡1h，然后再将实施例1所得聚烯烃隔膜浸泡在含叔胺盐类物质溶液中，室温的条件下反应5h，取出聚烯烃隔膜用去离子水洗涤，在惰性气体条件中进行干燥处理。
在室温条件下，将正硅酸四乙酯、无水乙醇混合，再滴加0 .01mol/L的HCl溶液，搅拌15分钟，然后滴加到磷酸盐缓冲液中。将上述步骤制备的PE隔膜放入，浸泡1h，取出用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥，制得锂电池隔膜。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种锂电池隔膜及其制备方法，其特征在于，包括：聚烯烃基膜和附着在聚烯烃基膜表面的SiO2以及阻燃涂层；
其中所述聚烯烃基膜的表面浸涂有聚多巴胺；
所述SiO2与聚多巴胺的邻苯二酚官能团结合以粘附在聚烯烃基膜上；
所述锂电子隔膜通过如下步骤制备：
S1：将Tris碱性溶液与HCL混合，制得Tris缓冲液，将多巴胺加入Tris缓冲液中，配置成聚多巴胺溶液，将聚烯烃基膜浸泡在聚多巴胺溶液中，在室温下浸泡后，再在含叔胺盐类物质溶液中，在室温下浸泡，得到待处理聚烯烃基膜，将待处理聚烯烃基膜用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到预处理聚烯烃基膜；
S2：将正硅酸四乙酯、无水乙醇混合，滴加HCl溶液，在室温下搅拌后，再滴加到磷酸盐缓冲液中，制得SiO2预负载液，将预处理聚烯烃基膜在SiO2预负载液中浸泡后，取出用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜；
S3：采用SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜作为膜的中部本体，将核壳结构的无机颗粒涂布浆液均匀涂布于多孔聚烯烃基膜两侧表面，50-65°C干燥后，制得锂电池隔膜。
2.权利要求1所述的锂电池隔膜及其制备方法，其特征在于，所述聚烯烃基膜通过如下步骤制备：
将聚合混合物加入到二甲基甲酰胺和丙酮的混合液中，升温搅拌溶解、混合均匀，对得到的混合液进行静电纺丝，接收板和喷丝头之间的距离为10-20cm，电压为8-15kv，流速为1.5-8ml/h，烘干得到聚烯烃基膜。
3.根据权利要求2所述的锂电池隔膜及其制备方法，其特征在于，所述聚合混合物由聚乙烯、芳纶纤维和聚丙烯酸按质量比5-7：7-9：2-7的比例共聚而成。
4.根据权利要求2所述的锂电池隔膜及其制备方法，其特征在于，所述聚合混合物、二甲基甲酰胺与丙酮的质量比为10：17-25：25-28。
5.根据权利要求1所述的俩电池隔膜及其制备方法，其特征在于，所述阻燃涂层通过如下步骤制备：
A1：采用纳米无机氧化物分散液和刻蚀剂作为原料，所述刻蚀剂为氢氧化锂溶液，将刻蚀剂加入到纳米无机氧化物核分散液中，进行加热搅拌反应 ,制得具有多孔核壳结构的无机颗粒分散液；按照质量百分比计算的所述分散液的固含量为45-55％；
A2：将在所述步骤(1)中制备的多孔核壳结构的无机颗粒分散液加入有机添加剂，进行第一次搅拌，继续加入粘结剂和溶剂，进行第二次搅拌，制得核壳结构的无机颗粒涂布浆液。
6.一种锂电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将Tris碱性溶液与HCL混合，制得Tris缓冲液，将多巴胺加入Tris缓冲液中，配置成聚多巴胺溶液，将聚烯烃基膜浸泡在聚多巴胺溶液中，在室温下浸泡后，再在含叔胺盐类物质溶液中，在室温下浸泡，得到待处理聚烯烃基膜，将待处理聚烯烃基膜用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到预处理聚烯烃基膜；
S2：将正硅酸四乙酯、无水乙醇混合，滴加HCl溶液，在室温下搅拌后，再滴加到磷酸盐缓冲液中，制得SiO2预负载液，将预处理聚烯烃基膜在SiO2预负载液中浸泡后，取出用去离子水洗涤，在惰性气体中进行干燥处理得到SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜；
S3：采用SiO2-聚烯烃锂电复合隔膜作为膜的中部本体，将核壳结构的无机颗粒涂布浆液均匀涂布于多孔聚烯烃基膜两侧表面，50-65°C干燥后，制得锂电池隔膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311197515.0A CN117134072A (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种锂电池隔膜及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311197515.0A CN117134072A (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种锂电池隔膜及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117134072A true CN117134072A (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=88850918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311197515.0A Pending CN117134072A (zh) | 2023-09-18 | 2023-09-18 | 一种锂电池隔膜及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117134072A (zh) |
-
2023
- 2023-09-18 CN CN202311197515.0A patent/CN117134072A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yang et al. | Advanced separators based on aramid nanofiber (ANF) membranes for lithium-ion batteries: a review of recent progress | |
| CN108832060A (zh) | 用于锂电池的复合隔膜及其制备方法和应用 | |
| CN111653717A (zh) | 一种复合隔膜的制备方法、复合隔膜和锂离子电池 | |
| TW200935644A (en) | Separator having porous coating layer, method for manufacturing the same and electrochemical device having the same | |
| WO2016161920A1 (zh) | 复合隔膜及其制备方法以及锂离子电池 | |
| CN110247009A (zh) | 一种防过充隔膜及其制备方法和锂离子电池 | |
| CN111180641A (zh) | 一种具有自交联作用的隔膜及其制备方法 | |
| CN113594632A (zh) | 一种低水分溶剂型pvdf涂覆隔膜 | |
| CN115224438B (zh) | 一种复合涂覆锂离子电池聚乙烯隔膜的制备方法 | |
| CN114927753A (zh) | 一种复合固态电解质膜及其制备方法和全固态锂金属电池 | |
| CN114284636A (zh) | 一种阻燃型复合电池隔膜、其制备方法及应用 | |
| CN108630869B (zh) | 一种隔膜、其制备方法及锂电池 | |
| CN111312969A (zh) | 具有粘结性的一体化的锂电池涂覆隔膜 | |
| CN113611983A (zh) | 一种复合隔膜浆料及其制备方法、电池隔膜 | |
| CN114006036A (zh) | 一种非对称凝胶聚合物电解质及其制备方法和应用 | |
| WO2021023305A1 (zh) | 一种硅基负极材料及其制备方法和应用 | |
| CN104752660A (zh) | 一种电池隔膜及其制备方法 | |
| CN111613754A (zh) | 一种选择性吸附铁离子的锂电池隔膜及制备方法 | |
| CN113036308A (zh) | 一种锂离子电池复合凝胶隔膜及其制备方法和应用 | |
| CN115395174B (zh) | 一种复合隔膜、二次电池及用电设备 | |
| CN117134072A (zh) | 一种锂电池隔膜及其制备方法 | |
| CN107293690B (zh) | 一种锂离子电池正极复合极片及其制备方法、锂离子电池 | |
| CN114335535B (zh) | 一种防爆锂电池浆料及其制备方法 | |
| WO2023000734A1 (zh) | 一种锂电池隔板 | |
| CN114759254A (zh) | 一种固态电解质膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |