一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜，所述鋰離子電池隔膜為三層靜電紡絲納米纖維薄膜層合結(jié)構(gòu)，包括芯層，以及芯層上下表面的表層。本實(shí)用新型以改善電紡絲膜與電解液的親和性為主要目的，采用靜電紡絲法制備了層合復(fù)合纖維膜，提高纖維膜的比表面積，增加鋰離子的通透率，提高隔膜對(duì)電解液的溶脹和儲(chǔ)存。制備出離子電導(dǎo)率高、電化學(xué)穩(wěn)定性好的鋰離子電池隔膜。
【專利說明】一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池復(fù)合隔膜，特別是涉及一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池是一種可循環(huán)充放電的高能電池，被廣泛的應(yīng)用于手機(jī)、MP3、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)等便攜式小型消費(fèi)電子產(chǎn)品，并且隨著鋰離子電池的功率密度和比容量提高，也在電動(dòng)汽車、潛艇、航天飛機(jī)、航空領(lǐng)域中作為免維護(hù)電源的動(dòng)力。
[0003]鋰離子電池隔膜是鋰離子電池中不可缺少的組件之一。隔膜本身是電子的非良導(dǎo)體，主要作用包括防止正負(fù)極接觸短路、提供鋰離子通過的通道及儲(chǔ)存電解液。
[0004]靜電紡絲技術(shù)是依靠強(qiáng)電場(chǎng)作用，拉伸導(dǎo)電聚合物形成超細(xì)纖維的一種新型紡絲技術(shù)，適用于制備納米或微米級(jí)別直徑纖維的有效方法。
[0005]現(xiàn)有的商用鋰離子電池隔膜多選用聚烯烴類高聚物作為隔膜原料，采用溶融拉伸法、熱致相分離法、溶劑澆鑄法等方法制備。其制得的隔膜材料與電解液的親和性不夠好，隔膜表面較光滑，比表面積不夠大，隔膜孔隙率較低，孔徑和孔隙率較難控制，化學(xué)用劑較多，易產(chǎn)生環(huán)境污染等缺點(diǎn)。導(dǎo)致其組裝成的鋰離子電池工作時(shí)，鋰離子的通過率不夠高，影響其容量及循環(huán)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜，該實(shí)用新型的靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜具有高比表面積，高電解液吸收率；采用層合結(jié)構(gòu)將不同種材料結(jié)合在一起，具備可設(shè)計(jì)程度高、制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，且不需要像化學(xué)法那樣涉及到復(fù)雜的分子設(shè)計(jì)等流程，也不會(huì)使用額外的化學(xué)藥品，對(duì)環(huán)境的污染較小。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜，所述鋰離子電池隔膜為三層靜電紡絲納米纖維薄膜層合結(jié)構(gòu)，包括芯層，以及芯層上下表面的表層。
[0008]所述鋰離子電池隔膜總厚度為30-60 μ m。
[0009]所述芯層為靜電紡聚偏氟乙烯薄膜，厚度為20-35 μ m。
[0010]所述芯層上下表面的表層為靜電紡聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，表層厚度各為17.5-20 μ mD
[0011]有益.效果
[0012]由于采用了上述的技術(shù)方案，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:本實(shí)用新型采用靜電紡絲方法制備納米級(jí)別直徑的超細(xì)纖維隔膜，其具有高比表面積，高電解液吸收率；采用層合結(jié)構(gòu)將不同種材料結(jié)合在一起，具備可設(shè)計(jì)程度高、制備工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，且不需要像化學(xué)法那樣涉及到復(fù)雜的分子設(shè)計(jì)等流程，也不會(huì)使用額外的化學(xué)藥品，對(duì)環(huán)境的污染較??；本實(shí)用新型結(jié)合成膜后聚偏氟乙烯薄膜優(yōu)秀的機(jī)械性能和聚甲基丙烯酸甲酯薄膜優(yōu)秀的電解液親和性，提高離子通透率，提高隔膜對(duì)電解液的溶脹和儲(chǔ)存，提高隔膜的離子電導(dǎo)率等電化學(xué)性能，從而提高鋰離子電池的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，其中:1_聚偏氟乙烯薄膜芯層，2-聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本實(shí)用新型作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0015]實(shí)施例1
[0016]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜，鋰離子電池隔膜為三層靜電紡絲納米纖維薄膜層合結(jié)構(gòu)，包括芯層，以及芯層上下表面的表層。芯層為靜電紡聚偏氟乙烯薄膜。芯層上下表面的表層為靜電紡聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。
[0017]配制聚偏氟乙烯溶液:以體積比7:3的N，N- 二甲基乙酰胺和丙酮為溶劑配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的聚偏氟乙烯溶液，配好的溶液磁力攪拌12個(gè)小時(shí)，再用超聲波清洗器進(jìn)行超聲脫泡I小時(shí)。
[0018]配制聚甲基丙烯酸甲酯溶液:以N，N- 二甲基甲酰胺為溶劑配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%的聚甲基丙烯酸甲酯溶液，配好的溶液磁力攪拌12個(gè)小時(shí)，再用超聲波清洗器進(jìn)行超聲脫泡I小時(shí)。
[0019]將配好的溶液進(jìn)行靜電紡絲，步驟如下。
[0020]1.先用注射器抽取聚偏氟乙烯溶液，進(jìn)行靜電紡絲，紡絲參數(shù)具體為工作電壓16KV、接收距離20cm、紡絲速率0.4ml/h，紡絲時(shí)間為6h，將紡好的聚偏氟乙烯電紡纖維膜放入烘箱中60°C下干燥6h，使溶劑完全揮發(fā)，然后用鑷子將聚偏氟乙烯纖維膜小心地從鋁箔上揭下來，再平鋪固定在新的鋁箔上。
[0021]2.用注射器抽取聚甲基丙烯酸甲酯紡絲液，進(jìn)行靜電紡絲，用貼有聚偏氟乙烯膜的鋁箔紙作接收屏，紡絲參數(shù)為工作電壓16KV、接收距離20cm、紡絲速率1.4ml/h，紡絲時(shí)間為Ih0
[0022]3.將紡好的聚偏氟乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯雙層纖維膜從鋁箔紙上揭下，再將聚甲基丙烯酸甲酯面朝向鋁箔紙貼好。
[0023]4.對(duì)鋁箔紙上聚偏氟乙烯電紡膜那面，采用“步驟2.”中的方法繼續(xù)進(jìn)行聚甲基丙烯酸甲酯靜電紡絲，紡絲時(shí)間仍為lh。
[0024]5.將所得的層合復(fù)合纖維膜小心從鋁箔紙上揭下，放入烘箱中60°C下干燥24h，使溶劑完全揮發(fā)，得到所需的靜電紡鋰離子電池隔膜。
[0025]所得的靜電紡鋰離子電池隔膜中靜電紡聚偏氟乙烯薄膜芯層厚度為20?35μπι，單層靜電紡聚甲基丙烯酸甲酯薄膜表層厚度為17.5?20μπι，鋰離子電池隔膜總厚度為30 ?60 μ m0
【權(quán)利要求】
1.一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜，其特征在于:所述鋰離子電池隔膜為三層靜電紡絲納米纖維薄膜層合結(jié)構(gòu)，包括芯層，以及芯層上下表面的表層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜，其特征在于:所述鋰離子電池隔膜總厚度為30-60 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜，其特征在于:所述芯層為靜電紡聚偏氟乙烯薄膜，厚度為20-35 μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種靜電紡鋰離子電池復(fù)合隔膜，其特征在于:所述芯層上下表面的表層為靜電紡聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，表層厚度各為17.5-20 μ m0
【文檔編號(hào)】B32B5/26GK203386833SQ201320360368
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2013年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月21日
【發(fā)明者】邱夷平, 趙劍蒙, 梁銀崢, 程司辰, 武雪 申請(qǐng)人:東華大學(xué)