[发明专利]新能源锂离子电池隔膜的制备工艺

说明书

本发明公开了一种新能源锂离子电池隔膜的制备工艺，具体制备过程如下：将聚乙烯和高吸液聚合物同时加入搅拌釜中，然后向其中加入邻苯二甲酸二甲酯和聚乙二醇，升温至200℃，搅拌混合均匀，此时两种聚合物均熔解成熔融状态，得到铸膜液；将第一步中制备的铸膜液倒入模具中，将加热平板硫化成膜；将制备的多孔膜在吸液发泡溶体中浸渍，然后捞出后发泡固化，得到电池隔膜。本发明通过将聚乙烯与高吸液聚合物进行融合制备多孔膜，然后在多孔膜的表面和底面复合发泡膜，使得隔膜形成三层夹心结构，中心膜具有较高的吸液保液能力，两层泡孔多孔吸液膜的吸液保液性能大大增强，通过三层夹心结构，可以提高中心膜的保液性能，也提高了隔膜的机械强度。

技术领域

本发明属于锂离子电池制备领域，涉及一种新能源锂离子电池隔膜的制备工艺。

背景技术

隔膜作为锂电池的重要组件之一，可以让锂离子通过同时阻隔正负极，防止短路，同时隔膜的吸液性能的高低影响电解液的吸收，由于隔膜作为离子通道，必须保障电解液的通过，同时隔膜的机械性能决定了隔膜在恶劣的环境下是否会造成破损，同时隔膜的吸液保液性能和离子电导率；

现有技术制备的隔膜通常是使用聚乙烯材料制备，得到的隔膜虽然具有较高的机械性能，但是其吸液保液性能较低，同时在高温下聚乙烯材料的热稳定性能较差，不能满足需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源锂离子电池隔膜的制备工艺，通过将聚乙烯与高吸液聚合物进行融合制备多孔膜，然后在多孔膜的表面和底面复合发泡膜，使得隔膜有高吸液中心膜和两层泡孔多孔吸液膜组成；由于高吸液聚合物本身具有较高的吸液性能，使得中心膜具有较高的吸液保液能力，同时经过发泡后形成大量的泡孔增大了比表面积，进而增大了吸液面积，使得两层泡孔多孔吸液膜的吸液保液性能大大增强，通过三层夹心结构，可以提高中心膜的保液性能，并且三层结构同时也提高了隔膜的机械强度，断裂强度达到52.13MPa,同时吸液率达到286.31％，保液率达到92.23％，进而提高锂电池的循环寿命，解决了现有锂电池隔膜吸液保液性能较低的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种新能源锂离子电池隔膜的制备工艺，具体制备过程如下：

第一步，将聚乙烯和高吸液聚合物同时加入搅拌釜中，然后向其中加入邻苯二甲酸二甲酯和聚乙二醇，升温至200℃，搅拌混合均匀，此时两种聚合物均熔炼成熔融状态，得到铸膜液；其中聚乙烯和高吸液聚合物的质量比为1：3.2-3.3，每千克苯二甲酸二甲酯中加入聚乙烯和高吸液聚合物的总质量为295-302g，加入聚乙二醇的质量为134-138g；

其中高吸液聚合物的制备过程如下：

①称取一定量的三聚氰胺溶于甲醇中，然后升温至70-75℃后向其中加入三羟甲基丙烷三缩水甘油醚，恒温反应1h后向其中加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，恒温回流反应8-9h，然后进行蒸发除去其中的溶剂甲醇，得到聚合物，同时将聚合物用去离子水洗涤烘干，得到聚合物；其中三聚氰胺环上含有三个氨基，均能够与三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的环氧基团进行开环聚合反应，由于三个氨基均布在环上的不同方向，同时三羟甲基丙烷三缩水甘油醚中的三个环氧基团也均布在三个不同方向上，在聚合过程中形成不规则的超支化结构，同时在聚合过程中加入2,3-环氧丙基三甲基氯化铵，2,3-环氧丙基三甲基氯化铵中的环氧基团也与三聚氰胺中未反应的氨基进行反应，进而使得氯化铵基团引入聚合物骨架中，同时由于氯化铵具有较高的亲水性能，进而使得制备的聚合物的亲水吸湿性能增强；同时由于制备的聚合物是由三聚氰胺单体聚合，进而使得聚合物具有较高的耐腐蚀性能和耐热性能；其中三聚氰胺和三羟甲基丙烷三缩水甘油醚的摩尔比为1：0.73-0.76，同时三聚氰胺与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵的摩尔比为1：0.28-0.29；