[发明专利]一种海藻酸钠基锂电池隔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种锂电池隔膜，其特征在于：所述电池隔膜为海藻酸钠基复合无纺膜。

2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于：所述海藻酸钠基复合无纺膜厚度为10 μm-300 μm，纤维直径为20 nm-2000 nm，透气度为1 s-600 s/100 cc，孔隙率为40 %-90 %，孔径范围为0.02 μm-4 μm，电解液吸收率为150 %-900 %。

3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于：所述海藻酸钠基复合无纺膜热稳定性能优异，在150 ^oC温度下尺寸收缩率小于0.5 %。

4.一种制备如权利要求1至3任一权利要求所述的锂电池隔膜的方法，其特征在于：包括如下步骤： 

a. 制备聚合物溶液：将海藻酸钠、添加剂和溶剂配制成一定浓度的聚合物溶液，消除气泡，静置备用； 

b. 对聚合物溶液进行静电纺丝：将步骤a制备的聚合物溶液注入静电纺丝机，调节纺丝针头和接收板之间的距离，开始静电纺丝；

c. 后处理：将静电纺丝得到的海藻酸钠基纳米纤维膜辊压、干燥，得到海藻酸钠基复合无纺膜。

5.根据权利要求4所述的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：在聚合物溶液中，海藻酸钠的质量百分数为0.1 %-50 %，添加剂的质量百分数为0.1 %-50 %。

6.根据权利要求4所述的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所用溶剂为水或水的混合溶剂，混合溶剂中的其他溶剂为与水互溶的溶剂，如甲醇、乙醇、丙三醇、丙酮、甲酸、乙酸、四氢呋喃中的一种或多种，溶剂与水的比例为0.1 %-99 %。

7.根据权利要求4所述的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述添加剂为高分子材料或无机纳米材料，高分子材料包括但不仅局限于醋酸淀粉、羟甲基淀粉、羧甲基纤维素钠、羟甲基纤维素、明胶、卡拉胶、壳聚糖、甲壳素、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、水溶性聚氨酯、聚丙烯酰胺或聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；无机纳米材料包括但不仅局限于纳米碳酸钙、纳米硫酸钡、纳米蒙脱土、纳米二氧化硅、纳米二氧化钛、纳米三氧化二铝、纳米二氧化锆、云母片、蒙脱土、膨润土、层状硅酸盐、层状双金属氢氧化物、水滑石、 拟薄铝石、层状二硫化物、氢氧化镁中的一种或多种。

8. 根据权利要求4所述的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：静电纺丝的纺丝针头内径为0.2 mm -4.0 mm，电压为1 kV-40 kV，针头与接收装置的距离为2 cm -40 cm，纺丝温度为20 ^oC -90 ^oC，纺丝流量为0.05 mL/h -10 mL/h。

9.根据权利要求4所述的锂电池隔膜的制备方法，其特征在于：机械辊压的强度为0.5 MPa -30 MPa，停留时间1 min-20 min, 辊压温度为20 ^oC  -100 ^oC  。

10.根据权利要求1所述的锂电池隔膜的用途，其特征在于：采用亲电解液的海藻酸钠基复合无纺膜为基材，提高了隔膜的电解液吸收量，同时该复合无纺膜具有较高的离子电导率和适宜的机械强度，极大地提高了锂电池的倍率性能、长循环寿命和安全性能，因此该复合无纺膜可应用于锂金属电池（包括锂硫电池）、锂离子动力和储能电池等领域。