專利名稱：一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子動力電池用隔膜及其制造方法。
背景技術：
鋰離子電池(簡稱鋰電池)，具有能量密度高、功率大、循環(huán)使用壽命高、電壓高、 無記憶效應和綠色環(huán)保等突出優(yōu)勢，成為當今世界大力開發(fā)的新能源，廣泛應用于汽車、通訊、航空航天、家用電器等眾多領域。鋰電池主要由正極、負極、電解質、隔膜及外殼等部件組成，其中，隔膜是鋰電池的重要部件，其作用是隔離正極和負極，使電池內的電子不能自由通過，而讓電解質離子—— 鋰離子在正負極間自由流動。鋰離子傳導能力的大小，直接關系到鋰電池的整體性能；在鋰電池隔離正負極的情況下，發(fā)生電池過度充電或短路，或者錯誤連接，產生不正常電流， 以及在動力大、容量高時使用，均會造成電池內溫度急劇升高，電池隔膜應有足夠的耐溫功能；因電池溫度升高，造成隔膜孔徑縮小，鋰離子不能正常通過，導致電池溫度升高，達到鋰的熔點或電解質的引燃點，將引起電池的燃燒和爆炸事故的發(fā)生。鋰電池安全問題是十分迫切的問題，特別是鋰離子動力電池，更是作為第一大事來對待，電池因溫度升高，引起隔膜變形，微孔消失的溫度稱為“閉孔溫度”，當電池內部溫度超過所述閉孔溫度后，膜的粘度降低，當達到某一溫度時，發(fā)生膜破裂，因膜破裂，相對應的溫度稱之為“破膜溫度”，如果隔膜破裂，正負極的電離子因直接接觸，而引起電池爆炸， 這對鋰離子動力電池是十分危險的事故。目前，少數(shù)的動力鋰電池已經進入汽車、機器人、電動工具、航空航天等諸多領域， 動力鋰電池由于電流量較大，所以隔膜的安全性能應提到更高的層次。鋰電池的隔膜應該有足夠高的耐熱性能，隔膜的破膜溫度與閉膜溫度的差值是決定電池安全性的決定因素，例如用雙向拉伸工藝生產的隔膜，如低壓聚乙烯膜，閉孔溫度 100°c，因聚乙烯耐熱性能差，破膜溫度為110°c，破膜溫度和閉膜溫度的差值十分小，同樣的，三層拉伸PP/PE/PP隔膜，PE的閉孔溫度為125°C，PP的破膜溫度為165°C，破膜溫度和閉孔溫度的差值略為大些，也不是十分理想。再如用靜電紡絲生產出來的隔膜，用的材料如聚偏氟乙烯等，破膜溫度和閉孔溫度的差值也是在55°C上下，其他的如聚丙烯腈等破膜溫度和閉孔溫度的差值也不大；所以，現(xiàn)有的鋰離子電池隔膜，不管用什么工藝方法生產，都存在著破膜溫度和閉孔溫度差值不大，造成鋰電池安全隱患的問題；而動力鋰電池由于使用能量大，安全要求更高。為保證動力鋰電池的安全運行，必須提供一種破膜溫度和閉孔溫度差值大的動力鋰電池隔膜，達到動力鋰電池安全性和耐熱性的需要。

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有的動力鋰電池隔膜的耐熱性較差、破膜溫度和閉孔溫度差值較小、 安全性較差的不足，本發(fā)明提供了一種提升耐熱性、提高破膜溫度和閉孔溫度差值、增強安全性的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜及其制造方法。
本發(fā)明采用的技術方案是一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜，所述鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜包括上層、中上層、中層、中下層和下層；所述上層、中層和下層為PET納米纖維層，所述中上層和中下層為PE納米纖維層，所述中下層覆蓋在所述下層上，所述中層覆蓋在所述中下層上，所述中上層覆蓋在所述中層上，所述上層覆蓋在所述中上層上；所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、中層、下層質量含量各自獨立為17 21%，所述的中上層和中下層為19. 5 23. 5% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMA2 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中層包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為 PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMAl. 5 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中上層和中下層均包括PE、PS-g_ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為PE18 份，PS-g-ECMAl. 5 3 份，納米 TiO2O. 5 1. 5 份。一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜，所述鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜包括上層、下層和位于上層及下層之間的中層；所述上層和下層為PET納米纖維層，所述中層為PE納米纖維層，所述中層覆蓋在所述下層上，所述上層覆蓋在所述中層上；所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、下層質量含量各自獨立為31 37%，所述的中層為28 36% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET27 29份，SEBSl 2份，PS-g-ECMA2 4份，納米TiO2I 2份；所述的中層包括PE、PS-g_ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為PE25 30 份，PS-g-ECMA2 4份，納米TiO2I 2份。進一步，所述的上層、下層質量含量各自獨立為32 35. 5 %，所述的中層為 29. 5 33%。一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜的制造方法，所述制造方法包括以下步驟(1)、原料配制所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、中層、下層質量含量各自獨立為17 21%，所述的中上層和中下層為19. 5 23. 5% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMA2 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中層包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為 PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMAl. 5 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中上層和中下層均包括PE、PS-g_ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為PE18 份，PS-g-ECMAl. 5 3 份，納米 TiO2O. 5 1. 5 份。(2)、擠出工序各層配好的混合料，經各層料斗送入五臺擠出機，五層擠出機經熔融狀態(tài)擠出，經多層過濾器過濾進入模頭，熔體經模唇口均勻擠出；將模唇口流出的熔融狀態(tài)的熔體引入高壓注射泵，熔體進入靜電紡絲噴絲頭，在噴絲頭口提供高壓直流電壓，在電場作用和注射泵壓力的推動下，形成噴射細流，飛速地射向接收網(wǎng)帶上，形成織造布狀納米纖維復方隔膜；
(3)、剝離工序所述接收網(wǎng)帶上納米纖維復方隔膜連續(xù)形成，采用剝離裝置連續(xù)進行剝離，隔膜切邊機切除毛邊，制得鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜。一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜的制造方法，所述制造方法包括以下步驟(1)、原料配制所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、下層質量含量各自獨立為31 37%，所述的中層為觀 36% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET28份，SEBSl 2份，PS-g-ECMA2 4份，納米TiO2I 2份；所述的中層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為份， PS-g-ECMA2 4 份，納米 TiO2I 2 份；(2)、擠出工序各層配好的混合料，經各層料斗送入三臺擠出機，三層擠出機經熔融狀態(tài)擠出，經多層過濾器過濾進入模頭，熔體經模唇口均勻擠出；將模唇口流出的熔融狀態(tài)的熔體引入高壓注射泵，熔體進入靜電紡絲噴絲頭，在噴絲頭口提供高壓直流電壓，在電場作用和注射泵壓力的推動下，形成噴射細流，飛速地射向接收網(wǎng)帶上，形成織造布狀納米纖維復方隔膜；(3)、剝離工序所述接收網(wǎng)帶上納米纖維復方隔膜連續(xù)形成，采用剝離裝置連續(xù)進行剝離，隔膜切邊機切除毛邊，制得鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜。進一步，所述的上層、下層質量含量各自獨立為32 35. 5 %，所述的中層為 29. 5 33%。本發(fā)明中，根據(jù)動力電池的電流量的大小，選擇五層結構或三層結構的隔膜，例如通?？梢赃x擇七座及其以上的電動汽車的隔膜為五層結構，七座以下的電動汽車的隔膜為
三層結構。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在提升耐熱性、提高破膜溫度和閉孔溫度差值、增強安全性。說明書附1是一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜的結構示意圖。圖2是另一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜的結構示意圖。圖3是鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜的制造方法工藝流程圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此實施例1參照

圖1，一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜，所述鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜包括上層1、中上層4、中層2、中下層5和下層3 ；所述上層1、中層2和下層3 為PET納米纖維層，所述中上層4和中下層5為PE納米纖維層，所述中下層覆蓋在所述下層上，所述中層覆蓋在所述中下層上，所述中上層覆蓋在所述中層上，所述上層覆蓋在所述中上層上；所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、中層、下層質量含量各自獨立為17 21%，所述的中上層和中下層為19. 5 23. 5% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMA2 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中層包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為 PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMAl. 5 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中上層和中下層均包括PE、PS-g_ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為PE18 份，PS-g-ECMAl. 5 3 份，納米 TiO2O. 5 1. 5 份。本實施例中，所述的上層質量含量為17%，中上層質量含量為23%，中層質量含量為20 %，中下層質量含量為23 %，下層質量含量為17 %。所述的上層和下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PET15份，SEBSl份，PS_g_ECMA2 份，納米TiO2I份；所述的中下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PET15份，SEBSl份，PS-g-ECMAl. 5 份，納米TiO2I份；其中，PET的牌號為CB-608，生產企業(yè)為臺灣遠東紡織公司；SEBS的牌號為3333C， 生產企業(yè)為日本 Kunal 株式會社；PS-g-ECMA (PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司；所述的中下層和中上層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為:PE18份，PS-g-ECMAl. 5份，納米TiO2O. 5份。其中，PE的牌號為168Y，生產企業(yè)為馬來西亞 PETR0NAS 公司；PS-g-ECMA (PE CMA PS = 59. 5 10.5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TW2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司。本實施例的鋰離子復方纖維隔膜，是采用高分子聚合物通過熔融狀態(tài)擠出方式進行靜電紡絲而形成的隔膜，一般高分子聚合物的靜電紡絲都采用有機溶劑溶解高分子聚合物，成為高分子溶液，再進行紡絲；相對于溶液靜電紡絲法，高分子聚合物熔融狀態(tài)靜電紡絲更具有優(yōu)勢，溶液靜電紡絲由于高分子聚合物溶于溶劑，溶液濃度受到很大的限制，因此生產效率相對較低，成本較高，而且還需要配置溶液處理回收系統(tǒng)，溶劑在紡絲過程存在著揮發(fā)問題，不但存在著空氣污染，而且牽涉到操作工人的健康問題。而熔融狀態(tài)下的靜電紡絲不需要溶劑處理過程，而是通過高分子聚合物熔融狀態(tài)下的擠出進行紡絲，具有高效率、低成本、容易規(guī)?；a和明顯環(huán)境保護的優(yōu)勢，另外，熔融狀態(tài)的擠出方式的靜電紡絲得到納米隔膜屬于納米級別，直徑為40 500nm尺度的混合纖維網(wǎng)，在加工熱料高聚合物時，該項技術顯示出相對的經濟性，同時也具有規(guī)?；徶萍{米纖維的能力，因此，熔融狀態(tài)下的靜電紡絲是靜電紡絲中的一種創(chuàng)新。本發(fā)明的靜電紡絲投入的原料為PET和PE，PET是高度結晶的聚合物，耐高溫，有良好的力學性能，具有優(yōu)異的耐高低溫度的性能；而且耐疲勞、耐摩擦、尺寸穩(wěn)定性好，熔點溫度是高分子聚合物中屬于較高的產品。為適應PET成為鋰電池隔膜，必須怎對PET高結晶的情況和有些功能不能適應鋰離子動力電池隔膜的情況加以改進，針對PET和PE由于化學結構差異，不具有相容性，要通過聚合物共混改性，必須通過增容手段提高兩者的相容性，我們經過篩選，確認SEBS和PS-g-ECMA能增加兩種聚合物的相容性，同時可以是共混材料的結晶性能、微觀結構和力學性能均發(fā)生改變，達到PET和PE的共混改性熔融；并相應提高熔融溫度，采用增強、填充和共混的方法改進加工性和電氣性能；又經過多次試驗，PET 在某個特定高點熔融溫度時，其PET化學結構將發(fā)生變化，其PET與PE的相容性更得到改善，同時粘附力、斷裂伸長率得到提高，結晶度降低，這也為SEBS和PS-g-ECMA的加入更增加相容基礎。為提高PET電導電性能，增加纖維膜的孔隙率，提高電解質的吸附率，我們加入納米專用TiO2，有效地提高聚合物的分散功能，降低聚合物復合纖維基體的結晶度，增加聚合纖維的孔隙率，提高電導率。當TW2的納米原料以適宜的比例參雜在復方纖維內，電導率可達到大雨10_3S/cm，符合鋰離子二次電池的要求，在適宜的TiA配方范圍內，復合纖維隔膜的電化學性與鋰離子相容性都得到提高，在相同的電流密度的情況下，增加比容量、電荷存儲量、電荷放電量均得到提高，降低電池自放電率，提高電池的循環(huán)壽命。PS-g-ECMA (ΡΕ CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，即用乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝聚苯乙烯(PS-g-ECMA)做增容劑，一方面CMA的環(huán)氧官能團與PET末端羧基反應， 另一方面，PS嵌段與SEBS具有很好的物理相容性，以此實現(xiàn)對SEBS和PET的增容。其對中混材料的結晶性能、微觀結構和力學性能進行測試，表明增容劑能夠與PET末端羧基發(fā)生反應，并與SEBS有很好的相容性，改性后的PET結晶度降低，晶粒尺寸縮小，沖擊強度提高，增容劑使得SEBS以更小的顆粒分散于PET中并與PET粘結良好，在有強效的增容劑改性下，PET/PE形成連續(xù)相態(tài)，一部分取向的PET相分散到PE、PET和增容劑形成的網(wǎng)狀基體中，PET/PE的斷裂伸長率分別比純PET和PE提到5倍和2倍；因而采用復合纖維隔膜，強度大大好于雙向拉伸法生產的聚合物隔膜。本實施例的鋰離子動力電池用復方纖維隔膜，其低熔點的聚乙烯層，使得隔膜具有較低的閉孔溫度，而高熔點的PET層，使得隔膜具有較高的破膜溫度，破膜溫度與閉孔溫度差值很大，所以與之配套的鋰離子隔膜有很好的安全性，促進鋰離子動力電池的安全性能大幅度提高。實施例2參照圖1，本實施例中，所述的上層質量含量為18.5%，中上層質量含量為 23.5%,中層質量含量為17%，中下層質量含量為20. 5%，下層質量含量為21 %。所述的上層和下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PET15份，SEBS1. 1份， PS-g-ECMA2. 1 份，納米 TiO2L 1 份；所述的中下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PET15份，SEBS1. 1份，PS-g-ECMA 1. 6 份，納米TiO2L 1份；所述的中下層和中上層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為:PE18 份，PS-g-ECMA 1. 6 份，納米 TiO2O. 6 份。本實施例的其他方案均與實施例1相同。實施例3參照圖1，本實施例中，所述的上層質量含量為21 %，中上層質量含量為19.5%， 中層質量含量為21%，中下層質量含量為19. 5%，下層質量含量為20%。所述的上層和下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PET15份，SEBS1.2份，PS-g-ECMA2. 3 份，納米 TiO2L 4 份；所述的中下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PET15份，SEBS1. 4份，PS_g_ECMA2. 1 份，納米TiO2L ；35份；所述的中下層和中上層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為:PE18 份，PS-g-ECMA2. 2 份，納米 TiO2Ol. 2 份。本實施例的其他方案均與實施例1相同。實施例4參照圖1，本實施例中，所述的上層質量含量為20 %，中上層質量含量為21 %，中層質量含量為18%，中下層質量含量為23.5%，下層質量含量為17.5%。所述的上層和下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PET15份，SEBS1.5份， PS-g-ECMA2. 5 份，納米 TiO2L 5 份；所述的中下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PET15份，SEBS1. 5份，PS_g_ECMA2. 5 份，納米TiO2L 5份；所述的中下層和中上層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為:PE18 份，PS-g-ECMA3 份，納米 TiO2L 5 份。本實施例的其他方案均與實施例，1相同。實施例5參照圖2，一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜，所述鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜包括上層1、下層2和位于上層及下層之間的中層3 ；所述上層1和下層2為 PET納米纖維層，所述中層3為PE納米纖維層，所述中層覆蓋在所述下層上，所述上層覆蓋在所述中層上；所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、下層質量含量各自獨立為31 37%，所述的中層為28 36% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET28份，SEBSl 2份，PS-g-ECMA2 4份，納米TiO2I 2份；所述的中層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為份， PS-g-ECMA2 4 份，納米 TiO2I 2 份。本實施例中，所述的上層質量含量為31%，下層質量含量為33%，所述的中層為 36%。所述的上層和下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PED8份，SEBSl份，PS_g_ECMA2 份，納米TiO2I份；其中，PET的牌號為CB-608，生產企業(yè)為臺灣遠東紡織公司；SEBS的牌號為3333C， 生產企業(yè)為日本 Kunal 株式會社；PS-g-ECMA (PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司；所述的中層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為份， PS-g-ECMA2份，納米TiO2I份。其中，PE的牌號為168Y，生產企業(yè)為馬來西亞PETR0NAS公司；PS-g-ECMA(PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米 TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司；
實施例6參照圖2，本實施例中，所述的上層質量含量為35. 5 %，下層質量含量為35. 5%， 所述的中層為四％。所述的上層和下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PED8份，SEBS1. 1份， PS-g-ECMA2. 2 份，納米 TiO2L 05 份；其中，PET的牌號為CB-608，生產企業(yè)為臺灣遠東紡織公司；SEBS的牌號為3333C， 生產企業(yè)為日本 Kunal 株式會社；PS-g-ECMA(PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司；所述的中層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為份， PS-g-ECMA2. 1份，納米TiO2L 2份。其中，PE的牌號為168Y，生產企業(yè)為馬來西亞PETR0NAS 公司；PS-g-ECMA (PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司.本實施例的其他方案均與實施例5相同。實施例7參照圖2，本實施例中，所述的上層質量含量為33%，下層質量含量為37%，所述的中層為30%。所述的上層和下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PED8份，SEBS1.3份， PS-g-ECMA2. 4 份，納米 TiO2L 2 份；其中，PET的牌號為CB-608，生產企業(yè)為臺灣遠東紡織公司；SEBS的牌號為3333C， 生產企業(yè)為日本 Kunal 株式會社；PS-g-ECMA (PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司；所述的中層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為份， PS-g-ECMA2. 4份，納米TiO2L 3份。其中，PE的牌號為168Y，生產企業(yè)為馬來西亞PETR0NAS 公司；PS-g-ECMA (PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司.本實施例的其他方案均與實施例5相同。實施例8參照圖2，本實施例中，所述的上層質量含量為37%，下層質量含量為35%，所述的中層為觀％。所述的上層和下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PED8份，SEBS1.6份， PS-g-ECMA2. 8 份，納米 TiO2L 5 份；其中，PET的牌號為CB-608，生產企業(yè)為臺灣遠東紡織公司；SEBS的牌號為3333C， 生產企業(yè)為日本 Kunal 株式會社；PS-g-ECMA (PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司；所述的中層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為份， PS-g-ECMA2. 71份，納米TiO2L 6份。其中，PE的牌號為168Y，生產企業(yè)為馬來西亞PETR0NAS公司；PS-g-ECMA(PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司.本實施例的其他方案均與實施例5相同。實施例9參照圖2，本實施例中，所述的上層質量含量為36%，下層質量含量為31%，所述的中層為33%。所述的上層和下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PED8份，SEBS1.7份， PS-g-ECMA3. 2 份，納米 TiO2L 8 份；其中，PET的牌號為CB-608，生產企業(yè)為臺灣遠東紡織公司；SEBS的牌號為3333C， 生產企業(yè)為日本 Kunal 株式會社；PS-g-ECMA(PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司；所述的中層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為份， PS-g-ECMA3份，納米TiO2L 75份。其中，PE的牌號為168Y，生產企業(yè)為馬來西亞PETR0NAS 公司；PS-g-ECMA (PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司。本實施例的其他方案均與實施例5相同。實施例10參照圖2，本實施例中，所述的上層質量含量為35. 5%，下層質量含量為35%，所述的中層為四.5%。所述的上層和下層中，四個組份的質量份數(shù)比為PED8份，SEBS1. 1份， PS-g-ECMA4 份，納米份；其中，PET的牌號為CB-608，生產企業(yè)為臺灣遠東紡織公司；SEBS的牌號為3333C， 生產企業(yè)為日本 Kunal 株式會社；PS-g-ECMA (PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司；所述的中層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為份， PS-g-ECMA4份，納米Ti022份。其中，PE的牌號為168Y，生產企業(yè)為馬來西亞PETR0NAS公司；PS-g-ECMA(PE CMA PS = 59. 5 10. 5 30)，生產企業(yè)為日本油脂株式會社；納米 TiO2 (電池專用)的牌號為T-258，生產企業(yè)為坤宇納米材料有限公司。本實施例的其他方案均與實施例5相同。實施例11參照圖1和圖3，一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜的制造方法，所述制造方法包括以下步驟(1)、原料配制所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、中層、下層質量含量各自獨立為17 21%，所述的中上層和中下層為19. 5 23. 5% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMA2 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中層包括PET、SEBS, PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMAl. 5 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中上層和中下層均包括PE、PS-g_ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為PE18 份，PS-g-ECMAl. 5 3 份，納米 TiO2O. 5 1. 5 份。O)、擠出工序各層配好的混合料，經各層料斗送入五臺擠出機，五層擠出機經熔融狀態(tài)擠出，經多層過濾器過濾進入模頭，熔體經模唇口均勻擠出；將模唇口流出的熔融狀態(tài)的熔體引入高壓注射泵，熔體進入靜電紡絲噴絲頭，在噴絲頭口提供高壓直流電壓，在電場作用和注射泵壓力的推動下，形成噴射細流，飛速地射向接收網(wǎng)帶上，形成織造布狀納米纖維復方隔膜；(3)、剝離工序所述接收網(wǎng)帶上納米纖維復方隔膜連續(xù)形成，采用剝離裝置連續(xù)進行剝離，隔膜切邊機切除毛邊，制得鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜。本實施例中，成品工序為將收卷后的隔膜，按照比例進行現(xiàn)場抽樣，進行檢驗和測試，測試合格后的卷膜，按照客戶要求，放入分切機進行分切，分切后隔膜進行包裝，包裝后入庫供應生產。本實施例的制造方法的主要工藝參數(shù)為基材生產速度0. 5 14m/min ；紡絲電壓0 140Kv ；納米纖維膜最大寬度0. 3 1. 0米；工作環(huán)境溫度20 30°C ；工作溫度20°C士 1°C ；
燥時間
紡織纖維直徑40 500nm ；
PET原料干燥預結晶干燥溫度120°C 145°C ；干燥溫度160°C 195攝。C ；干 2. 5小時；
PE原料干燥干燥溫度120 160°C，干燥時間3小時； 本實施例的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜為五層結構，其中， ①上層PET擠出機及熔體的熔融溫度(單位。C )
權利要求
1.一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜，其特征在于所述鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜包括上層、中上層、中層、中下層和下層；所述上層、中層和下層為PET納米纖維層，所述中上層和中下層為PE納米纖維層，所述中下層覆蓋在所述下層上，所述中層覆蓋在所述中下層上，所述中上層覆蓋在所述中層上，所述上層覆蓋在所述中上層上；所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、中層、下層質量含量各自獨立為17 21%，所述的中上層和中下層為19. 5 23. 5% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS、PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMA2 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中層包括PET、SEBS、PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMAl. 5 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中上層和中下層均包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為 PE18 份，PS-g-ECMAl. 5 3 份，納米 TiO2O. 5 1. 5 份。
2.一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜，其特征在于所述鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜包括上層、下層和位于上層及下層之間的中層；所述上層和下層為PET納米纖維層，所述中層為PE納米纖維層，所述中層覆蓋在所述下層上，所述上層覆蓋在所述中層上；所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、下層質量含量各自獨立為31 37%，所述的中層為28 36% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS、PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET28 份，SEBSl 2 份，PS-g-ECMA2 4 份，納米 TiO2I 2 份；所述的中層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為PE28份， PS-g-ECMA2 4 份，納米 TiO2I 2 份。
3.如權利要求2所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜，其特征在于所述的上層、下層質量含量各自獨立為32 35. 5%，所述的中層為29. 5 33%。
4.一種如權利要求1所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜的制造方法，其特征在于所述制造方法包括以下步驟(1)、原料配制所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、中層、下層質量含量各自獨立為17 21%，所述的中上層和中下層為19. 5 23. 5% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS、PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMA2 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中層包括PET、SEBS、PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為PET15 份，SEBSl 1. 5 份，PS-g-ECMAl. 5 2. 5 份，納米 TiO2I 1. 5 份；所述的中上層和中下層均包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為 PE18 份，PS-g-ECMAl. 5 3 份，納米 TiO2O. 5 1. 5 份；O)、擠出工序各層配好的混合料，經各層料斗送入五臺擠出機，五層擠出機經熔融狀態(tài)擠出，經多層過濾器過濾進入模頭，熔體經模唇口均勻擠出；將模唇口流出的熔融狀態(tài)的熔體引入高壓注射泵，熔體進入靜電紡絲噴絲頭，在噴絲頭口提供高壓直流電壓，在電場作用和注射泵壓力的推動下，形成噴射細流，飛速地射向接收網(wǎng)帶上，形成織造布狀納米纖維復方隔膜；(3)、剝離工序:所述接收網(wǎng)帶上納米纖維復方隔膜連續(xù)形成，采用剝離裝置連續(xù)進行剝離，隔膜切邊機切除毛邊，制得鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜。
5.一種如權利要求3所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜的制造方法，其特征在于所述制造方法包括以下步驟(1)、原料配制所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜中，所述的上層、下層質量含量各自獨立為31 37%，所述的中層為觀 36% ；所述的上層和下層均包括PET、SEBS、PS-g-ECMA和納米TiO2,四個組份的質量份數(shù)比為:PET28 份，SEBSl 2 份，PS-g-ECMA2 4 份，納米 TiO2I 2 份；所述的中層包括PE、PS-g-ECMA和納米TiO2，三個組份的質量份數(shù)比為PE28份， PS-g-ECMA2 4 份，納米 TiO2I 2 份；O)、擠出工序各層配好的混合料，經各層料斗送入三臺擠出機，三層擠出機經熔融狀態(tài)擠出，經多層過濾器過濾進入模頭，熔體經模唇口均勻擠出；將模唇口流出的熔融狀態(tài)的熔體引入高壓注射泵，熔體進入靜電紡絲噴絲頭，在噴絲頭口提供高壓直流電壓，在電場作用和注射泵壓力的推動下，形成噴射細流，飛速地射向接收網(wǎng)帶上，形成織造布狀納米纖維復方隔膜； (3)、剝離工序:所述接收網(wǎng)帶上納米纖維復方隔膜連續(xù)形成，采用剝離裝置連續(xù)進行剝離，隔膜切邊機切除毛邊，制得鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜。
6.如權利要求5所述的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜的制造方法，其特征在于所述的上層、下層質量含量各自獨立為32 35. 5%，所述的中層為29. 5 33%。
全文摘要
一種鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜，包括上層、中上層、中層、中下層和下層；所述上層、中層和下層為PET納米纖維層，所述中上層和中下層為PE納米纖維層，所述中下層覆蓋在所述下層上，所述中層覆蓋在所述中下層上，所述中上層覆蓋在所述中層上，所述上層覆蓋在所述中上層上；或者是三層結構形式。以及提供該鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜及其制造方法。本發(fā)明提供了一種提升耐熱性、提高破膜溫度和閉孔溫度差值、增強安全性的鋰離子動力電池用復方納米纖維隔膜及其制造方法。
文檔編號B32B27/18GK102231431SQ2011101160
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月6日 優(yōu)先權日2011年5月6日
發(fā)明者郭加義, 黃水壽, 黃飛鋼 申請人:浙江大東南集團有限公司