本發(fā)明屬于鋰離子電池隔膜與生物質(zhì)材料交叉領(lǐng)域，具體涉及一種無紡布鋰離子電池隔膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著便攜電子設(shè)備、可穿戴設(shè)備、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能設(shè)備的迅猛發(fā)展，對(duì)電池的性能要求越來越高。而鋰離子電池因其具有高能量密度、高工作電壓、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電小和無記憶效應(yīng)等諸多優(yōu)點(diǎn)而廣泛使用。隔膜作為鋰離子電池的關(guān)鍵組成部分，很大程度上決定了鋰離子電池的性能。
傳統(tǒng)的商業(yè)化的聚烯烴隔膜，如聚丙烯膜、聚乙烯膜，雖然有一些良好的特性，但是其缺點(diǎn)也很明顯，來源于石油基原料，不可再生，不可降解，不符合環(huán)境友好、持續(xù)發(fā)展的大趨勢(shì)。生物質(zhì)原料，特別是纖維素原料，儲(chǔ)量豐富，可再生，可降解，容易獲得，價(jià)格合適，是代替石油基原料的最佳選擇。
強(qiáng)力紡絲技術(shù)是利用高速旋轉(zhuǎn)的離心力代替靜電紡絲的高壓靜電力，可以紡織導(dǎo)電和不導(dǎo)電的聚合物溶液和聚合物熔融物。該方法制備的纖維直徑在納米級(jí)別。通過改變紡絲原料可以制備性能優(yōu)異的鋰離子電池隔膜。
普通的纖維素鋰離子電池隔膜由于缺少一定的熱閉孔性，使其不適于某些高安全要求的場(chǎng)景。為此需要進(jìn)一步處理使其獲得熱閉孔性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種無紡布鋰離子電池隔膜的制備方法。本發(fā)明以可溶性纖維素衍生物為原料，用強(qiáng)力紡絲法制備隔膜，在通過浸漬涂布獲得復(fù)合隔膜。所述制備方法簡(jiǎn)單高效，所得隔膜性能優(yōu)異，綠色環(huán)保。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種由上述制備方法制得的無紡布鋰離子電池隔膜。
本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種無紡布鋰離子電池隔膜的制備方法，包括以下操作步驟：
(1)紡絲：將適量可溶性纖維素衍生物的水溶液注入噴絲器，在適宜條件下噴絲成膜；
(2)浸漬：將無紡布膜真空干燥后浸入聚乙烯醇溶液中，一段時(shí)間后取出真空干燥，即可獲得所需隔膜。
所述可溶性纖維素衍生物包括甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羥乙基纖維素等中的一種或多種。
所述噴絲成膜轉(zhuǎn)速為8000-16000轉(zhuǎn)/分鐘。
所述聚乙烯醇溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8-12％。
所述浸入聚乙烯醇溶液的浸漬時(shí)間為20-40min。
一種由上述制備方法獲得的無紡布鋰離子電池隔膜，所述的隔膜可降解，隔膜的孔隙率大于60％，離子導(dǎo)電率大于1.0mscm-1，閉孔溫度為125-165℃。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
與傳統(tǒng)的鋰離子電池隔膜及其制備方法相比，本發(fā)明制備的隔膜具有較好的離子導(dǎo)電性且綠色環(huán)保可降解，其通過聚乙烯醇的加入使得所制備的隔膜具有一般纖維素類隔膜沒有的熱閉孔性，提高隔膜的安全性，且制備過程簡(jiǎn)單可控。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。實(shí)施例中電池隔膜檢測(cè)方法均為鋰電隔膜通行檢測(cè)方法。
實(shí)施例1
將2g羧甲基纖維素溶解400ml去離子水中，攪拌10h后注入噴絲器，噴絲器轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分鐘；將獲得的羧甲基纖維素?zé)o紡布隔膜在80℃真空干燥24h后，浸入8wt％的聚乙烯醇溶液中浸漬30min，取出覆有聚乙烯醇的無紡布隔膜置于60℃真空干燥24h，獲得鋰離子電池隔膜。
所制備的鋰離子電池隔膜，孔隙率61％，離子導(dǎo)電率為1.7mscm-1，閉孔溫度144℃。
實(shí)施例2
將2g羧甲基纖維素溶解400ml去離子水中，攪拌10h后注入噴絲器，噴絲器轉(zhuǎn)速為12000轉(zhuǎn)/分鐘；將獲得的羧甲基纖維素?zé)o紡布隔膜在80℃真空干燥24h后，浸入8wt％的聚乙烯醇溶液中浸漬30min，取出覆有聚乙烯醇的無紡布隔膜置于60℃真空干燥24h，獲得鋰離子電池隔膜。
所制備的鋰離子電池隔膜，孔隙率67％，離子導(dǎo)電率為1.9mscm-1，閉孔溫度148℃。
實(shí)施例3
將2g羧甲基纖維素溶解400ml去離子水中，攪拌10h后注入噴絲器，噴絲器轉(zhuǎn)速為14000轉(zhuǎn)/分鐘；將獲得的羧甲基纖維素?zé)o紡布隔膜在80℃真空干燥24h后，浸入8wt％的聚乙烯醇溶液中浸漬30min，取出覆有聚乙烯醇的無紡布隔膜置于60℃真空干燥24h，獲得鋰離子電池隔膜。
所制備的鋰離子電池隔膜，孔隙率65％，離子導(dǎo)電率為1.8mscm-1，閉孔溫度153℃。
實(shí)施例4
將2g羧甲基纖維素溶解400ml去離子水中，攪拌10h后注入噴絲器，噴絲器轉(zhuǎn)速為12000轉(zhuǎn)/分鐘；將獲得的羧甲基纖維素?zé)o紡布隔膜在80℃真空干燥24h后，浸入10wt％的聚乙烯醇溶液中浸漬30min，取出覆有聚乙烯醇的無紡布隔膜置于60℃真空干燥24h，獲得鋰離子電池隔膜。
所制備的鋰離子電池隔膜，孔隙率63％，離子導(dǎo)電率為1.6mscm-1，閉孔溫度145℃。
實(shí)施例5
將2g羧甲基纖維素溶解400ml去離子水中，攪拌10h后注入噴絲器，噴絲器轉(zhuǎn)速為12000轉(zhuǎn)/分鐘；將獲得的羧甲基纖維素?zé)o紡布隔膜在80℃真空干燥24h后，浸入12wt％的聚乙烯醇溶液中浸漬30min，取出覆有聚乙烯醇的無紡布隔膜置于60℃真空干燥24h，獲得鋰離子電池隔膜。
所制備的鋰離子電池隔膜，孔隙率59％，離子導(dǎo)電率為1.3mscm-1，閉孔溫度138℃。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。