一種靜電紡鋰離子電池復合隔膜的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種靜電紡鋰離子電池復合隔膜，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構，包括芯層，以及芯層上下表面的表層。本實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，提高隔膜對電解液的溶脹和儲存。制備出離子電導率高、電化學穩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合隔膜
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種鋰離子電池復合隔膜，特別是涉及一種靜電紡鋰離子電池復合隔膜。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池是一種可循環充放電的高能電池，被廣泛的應用于手機、MP3、筆記本電腦、數碼相機等便攜式小型消費電子產品，并且隨著鋰離子電池的功率密度和比容量提高，也在電動汽車、潛艇、航天飛機、航空領域中作為免維護電源的動力。
[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體，主要作用包括防止正負極接觸短路、提供鋰離子通過的通道及儲存電解液。
[0004]靜電紡絲技術是依靠強電場作用，拉伸導電聚合物形成超細纖維的一種新型紡絲技術，適用于制備納米或微米級別直徑纖維的有效方法。
[0005]現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，化學用劑較多，易產生環境污染等缺點。導致其組裝成的鋰離子電池工作時，鋰離子的通過率不夠高，影響其容量及循環性能。
【發明內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種靜電紡鋰離子電池復合隔膜，該實用新型的靜電紡鋰離子電池復合隔膜具有高比表面積，高電解液吸收率；采用層合結構將不同種材料結合在一起，具備可設計程度高、制備工藝簡單等優點，且不需要像化學法那樣涉及到復雜的分子設計等流程，也不會使用額外的化學藥品，對環境的污染較小。
[0007]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:提供一種靜電紡鋰離子電池復合隔膜，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構，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方案，本實用新型與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果:本實用新型采用靜電紡絲方法制備納米級別直徑的超細纖維隔膜，其具有高比表面積，高電解液吸收率；采用層合結構將不同種材料結合在一起，具備可設計程度高、制備工藝簡單等優點，且不需要像化學法那樣涉及到復雜的分子設計等流程，也不會使用額外的化學藥品，對環境的污染較小；本實用新型結合成膜后聚偏氟乙烯薄膜優秀的機械性能和聚甲基丙烯酸甲酯薄膜優秀的電解液親和性，提高離子通透率，提高隔膜對電解液的溶脹和儲存，提高隔膜的離子電導率等電化學性能，從而提高鋰離子電池的性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖，其中:1_聚偏氟乙烯薄膜芯層，2-聚甲基丙烯酸甲酯薄膜。
【具體實施方式】
[0014]下面結合具體實施例，進一步闡述本實用新型。應理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應理解，在閱讀了本實用新型講授的內容之后，本領域技術人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0015]實施例1
[0016]如圖1所示，本實施例提供了一種靜電紡鋰離子電池復合隔膜，鋰離子電池隔膜為三層靜電紡絲納米纖維薄膜層合結構，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量分數為10%的聚偏氟乙烯溶液，配好的溶液磁力攪拌12個小時，再用超聲波清洗器進行超聲脫泡I小時。
[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量分數為4%的聚甲基丙烯酸甲酯溶液，配好的溶液磁力攪拌12個小時，再用超聲波清洗器進行超聲脫泡I小時。
[0019]將配好的溶液進行靜電紡絲，步驟如下。
[0020]1.先用注射器抽取聚偏氟乙烯溶液，進行靜電紡絲，紡絲參數具體為工作電壓16KV、接收距離20cm、紡絲速率0.4ml/h，紡絲時間為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，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，紡絲參數為工作電壓16KV、接收距離20cm、紡絲速率1.4ml/h，紡絲時間為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.”中的方法繼續進行聚甲基丙烯酸甲酯靜電紡絲，紡絲時間仍為lh。
[0024]5.將所得的層合復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，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
【權利要求】
1.一種靜電紡鋰離子電池復合隔膜，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構，包括芯層，以及芯層上下表面的表層。
2.根據權利要求1所述的一種靜電紡鋰離子電池復合隔膜，其特征在于:所述鋰離子電池隔膜總厚度為30-60 μ m。
3.根據權利要求1所述的一種靜電紡鋰離子電池復合隔膜，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.根據權利要求1所述的一種靜電紡鋰離子電池復合隔膜，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】B32B5/26GK203386833SQ201320360368
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年6月21日 優先權日:2013年6月21日
【發明者】邱夷平, 趙劍蒙, 梁銀崢, 程司辰, 武雪 申請人:東華大學