本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種鋰離子電池隔膜及其制備方法，包括所述隔膜包括隔膜基材和隔膜涂層，所述隔膜基材為改性聚偏氟乙烯，所述隔膜涂層為含有鋰離子的高分子材料；所述改性聚偏氟乙烯通過以下方法：將聚偏氟乙烯和羥基丙烯酸以質(zhì)量比1：0.4～0.6混合均勻后加入N,N二甲基甲酰胺和乙醇體積比2：1～1.3的混合溶劑中，升溫至50～60℃攪拌；將異丙醇鋰和P123加入到乙醇溶液中超聲3～6h，然后滴加到上述聚偏氟乙烯和羥基丙烯酸溶液中，陳化6～10h得到改性聚偏氟乙烯。所述高分子材料為質(zhì)量比1：2～4的聚多巴胺和纖維素。聚多巴胺和纖維素。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種鋰離子電池隔膜及其制備方法
[0001]本專利技術(shù)屬于鋰離子電池
，具體涉及一種鋰離子電池隔膜及其制備方法。
技術(shù)介紹
[0002]鋰離子電池通常包括正級、負(fù)極、隔膜和電解質(zhì)。作為鋰離子電池的內(nèi)層組件之一，隔膜的性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的容量、循環(huán)以及安全性能等特性，性能優(yōu)異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使電池的正、負(fù)極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質(zhì)離子通過的功能。
[0003]為了提高隔膜的離子電導(dǎo)等性能，通常在隔膜表面涂覆改性涂層。而改性涂層中的粘結(jié)劑是影響隔膜的離子電導(dǎo)等性能的重要因素之一，通過選用性能更為優(yōu)異的粘結(jié)劑是提升隔膜性能的重要途徑。目前鋰離子電池中隔膜常用的粘結(jié)劑包括由丁二烯和苯乙烯共聚得到的丁苯橡膠及其改性材料，如通過丙烯酸、丙烯腈、丁腈、丙烯酸酯改性或共聚的SBR等。相對純的丁苯橡膠來說，雖然通過改性能夠提升涂層的粘接性能和離子電導(dǎo)性能，但是對鋰離子電池電性能的改善仍不盡如人意。
技術(shù)實現(xiàn)思路
[0004]本專利技術(shù)的目的是提供一種鋰離子電池隔膜，所述隔膜包括隔膜基材和隔膜涂層，所述隔膜基材為改性聚偏氟乙烯，所述隔膜涂層為含有鋰離子的高分子材料。
[0005]進(jìn)一步地，所述改性聚偏氟乙烯通過以下方法：
[0006]將聚偏氟乙烯和羥基丙烯酸以質(zhì)量比1：0.4～0.6混合均勻后加入N,N二甲基甲酰胺和乙醇體積比2：1～1.3的混合溶劑中，升溫至50～60℃攪拌；將異丙醇鋰和P123加入到乙醇溶液中超聲3～6h，然后滴加到上述聚偏氟乙烯和羥基丙烯酸溶液中，陳化6～10h得到改性聚偏氟乙烯。
[0007]更進(jìn)一步地，所述異丙醇鋰、P123和乙醇的質(zhì)量體積比為(1～2)g：(1.4～2.8)g：(15～30)mL。
[0008]進(jìn)一步地，所述高分子材料為質(zhì)量比1：2～4的聚多巴胺和纖維素。
[0009]本專利技術(shù)的另一目的是一種鋰離子電池隔膜及其制備方法，所述制備方法包括如下步驟：
[0010]S1：將得到的改性聚偏氟乙烯放置在
?
10～
?
13℃下凍融放置3～6h形成凝膠狀物質(zhì)，放置在靜電紡絲注射泵中，進(jìn)行靜電紡絲在接收輥上得到一層20～30μm的纖維膜。
[0011]S2：將纖維素、尿素和氫氧化鋰加入到去離子水中攪拌均勻，然后放置在
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5～
?
8℃下2～3h后取回至室溫環(huán)境下繼續(xù)攪拌20～30min，重新放置在前述低溫下，重復(fù)以上步驟2～3次得到透明溶液，將該透明溶液涂敷在纖維膜兩側(cè)，靜置放置在
?
10～
?
15℃下30～50min。
[0012]S3：將上述步驟S2得到的膜取出至室溫下，在膜兩側(cè)涂敷多巴胺溶液后，將其浸沒在氫氧化鋰溶液中20～40min，取出之后再次涂敷透明溶液后再次放置
?
10～
?
15℃下30～
60min后，冷凍干燥得到所述鋰離子隔膜。
[0013]進(jìn)一步地，所述靜電紡絲的注射電壓為20～25kV，注射速率為0.5～0.8mL/h，注射距離為15～18cm。
[0014]進(jìn)一步地，所述纖維素、尿素、氫氧化鋰和去離子水的質(zhì)量體積比為(3～5)g：(0.85～1.45)g：(0.3～0.8)g：(30～50)mL。
[0015]進(jìn)一步地，所述氫氧化鋰溶液的溶度為0.85～0.94mol/L。
[0016]進(jìn)一步地，所述冷凍干燥的溫度為
?
20～
?
30℃，冷凍干燥時間為3～6h。
[0017]本專利技術(shù)還具有以下有益效果：
[0018]1、本專利技術(shù)中，采用異丙醇鋰和P123的膠狀溶液和羥基丙烯酸對聚偏氟乙烯進(jìn)行改性，在經(jīng)過凍融的方法靜電紡絲后，其纖維膜表面含有豐富的鋰離子以及羥基基團(tuán)，在涂覆纖維素溶液時，和纖維素的羥基基團(tuán)形成氫鍵作用，而且再次涂敷的多巴胺在氫氧化鋰堿性溶液下形成聚多巴胺，聚多巴胺中的兒茶酚結(jié)構(gòu)含有的羥基基團(tuán)再次和纖維素中形成氫鍵作用，從而多次涂敷的膜之間能夠緊密的連接且多層膜均含有大量的鋰離子，使膜材料含有豐富的鋰含量。
[0019]2、本專利技術(shù)中，涂敷纖維素溶液后采用凍融的方法，纖維素中的纖維晶體生長的方向得到控制，使得鋰離子隔膜具有致密且豐富的孔隙率，進(jìn)而提高了隔膜的離子導(dǎo)通率，且豐富的鋰離子還會和膜中的羥基基團(tuán)形成氫鍵，鞏固一部分鋰離子在膜中，使膜在多次使用過程中也能保持較的鋰離子含量。
具體實施方式
[0020]下面對本專利技術(shù)實施例作具體詳細(xì)的說明，本實施例在本專利技術(shù)技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本專利技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。
[0021]實施例1
[0022]一種鋰離子電池隔膜的制備方法，所述隔膜包括隔膜基材和隔膜涂層，所述隔膜基材為改性聚偏氟乙烯，所述隔膜涂層為含有鋰離子的高分子材料。所述高分子材料為質(zhì)量比1：2的聚多巴胺和纖維素。
[0023]所述改性聚偏氟乙烯通過以下方法：
[0024]將聚偏氟乙烯和羥基丙烯酸以質(zhì)量比1：0.4混合均勻后加入N,N二甲基甲酰胺和乙醇體積比2：1的混合溶劑中，升溫至50℃攪拌；將異丙醇鋰和P123加入到乙醇溶液中超聲3h，然后滴加到上述聚偏氟乙烯和羥基丙烯酸溶液中，陳化6h得到改性聚偏氟乙烯；所述異丙醇鋰、P123和乙醇的質(zhì)量體積比為1g：1.4g：15mL。
[0025]所述制備方法包括如下步驟：
[0026]S1：將得到的改性聚偏氟乙烯放置在
?
10℃下凍融放置3h形成凝膠狀物質(zhì)，放置在靜電紡絲注射泵中，進(jìn)行靜電紡絲在接收輥上得到一層20μm的纖維膜。
[0027]S2：將纖維素、尿素和氫氧化鋰加入到去離子水中攪拌均勻，然后放置在
?
5℃下2h后取回至室溫環(huán)境下繼續(xù)攪拌20min，重新放置在前述低溫下，重復(fù)以上步驟2次得到透明溶液，將該透明溶液涂敷在纖維膜兩側(cè)，靜置放置在
?
10℃下30min。
[0028]S3：將上述步驟S2得到的膜取出至室溫下，在膜兩側(cè)涂敷多巴胺溶液后，將其浸沒在氫氧化鋰溶液中20min，取出之后再次涂敷透明溶液后再次放置
?
10℃下30min后，冷凍干燥得到所述鋰離子隔膜。
[0029]其中，所述靜電紡絲的注射電壓為20kV，注射速率為0.5mL/h，注射距離為15cm。所述纖維素、尿素、氫氧化鋰和去離子水的質(zhì)量體積比為3g：0.85g：0.3g：30mL。所述氫氧化鋰溶液的溶度為0.85mol/L。所述冷凍干燥的溫度為
?
20℃，冷凍干燥時間為3h。
[0030]實施例2
[0031]一種鋰離子電池隔膜的制備本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種鋰離子電池隔膜，其特征在于，所述隔膜包括隔膜基材和隔膜涂層，所述隔膜基材為改性聚偏氟乙烯，所述隔膜涂層為含有鋰離子的高分子材料；所述改性聚偏氟乙烯通過以下方法：將聚偏氟乙烯和羥基丙烯酸以質(zhì)量比1：0.4～0.6混合均勻后加入N,N二甲基甲酰胺和乙醇體積比2：1～1.3的混合溶劑中，升溫至50～60℃攪拌；將異丙醇鋰和P123加入到乙醇溶液中超聲3～6h，然后滴加到上述聚偏氟乙烯和羥基丙烯酸溶液中，陳化6～10h得到改性聚偏氟乙烯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池隔膜，其特征在于，所述異丙醇鋰、P123和乙醇的質(zhì)量體積比為(1～2)g：(1.4～2.8)g：(15～30)mL。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池隔膜，其特征在于，所述高分子材料為質(zhì)量比1：2～4的聚多巴胺和纖維素。4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任意一項所述的一種鋰離子電池隔膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：S1：將得到的改性聚偏氟乙烯放置在
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10～
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13℃下凍融放置3～6h形成凝膠狀物質(zhì)，放置在靜電紡絲注射泵中，進(jìn)行靜電紡絲在接收輥上得到一層20～30μm的纖維膜；S2：將纖維素、尿素和氫氧化鋰加入到去離子水中攪拌均勻，然后放置在
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5～
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8℃下2～3h后取...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳雄，
申請(專利權(quán))人：陳雄，
類型：發(fā)明
國別省市：
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