[发明专利]一种复合隔膜及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种复合隔膜及其制备工艺，包括基膜和复合层，所述复合层包括氧化物层和树脂层，所述氧化物层包括氧化铝层和二氧化锰层，所述树脂层位于氧化铝层和二氧化锰层之间，所述氧化铝层与基膜接触。本发明通过对复合隔膜组分、工艺的设置，形成氧化物层和树脂层，在基膜表面沉积氧化铝层，在氧化铝层表面制备聚多巴胺层，并利用聚多巴胺的还原性将高锰酸钾还原，在聚多巴胺层表面原位生成二氧化锰，提高所制复合隔膜的吸液率；由于膜体上氧化铝颗粒表面的极性基团与聚多巴胺中极性基团的相互作用，提高所制复合隔膜的热稳定性、力学性能、尺寸稳定性，并提高所制复合隔膜的润湿性能，促进复合隔膜与电解液的相容性。

技术领域

本发明涉及电池隔膜技术领域，具体为一种复合隔膜及其制备工艺。

背景技术

我们称能够产生电能的装置为电池，包括太阳能电池、化学电池等；其中化学电池将花絮鞥转变为电能，设置有正极、负极和电解质，并在电池正极和负极之间设置有电池隔膜。目前，在电池隔膜领域，主流制备工艺是采用聚烯烃主要原料，经多次拉伸及萃取洗涤后，得到产品膜片，为了提升基膜性还能会对基膜进行表面涂覆改性或多层共挤处理。在现有动力电池市场需求的催动下，各电池厂商普遍在追求生产大功率放电、高使用寿命、高安全性能的锂离子电池。而传统工艺下生产得到的隔膜因自身材料各项性能的局限性，逐渐不能满足当下动力电池等高标准领域的要求。因此，我们提出一种复合隔膜及其制备工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合隔膜及其制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种复合隔膜，包括基膜和复合层，所述复合层包括氧化物层和树脂层，所述氧化物层包括氧化铝层和二氧化锰层，所述树脂层位于氧化铝层和二氧化锰层之间，所述氧化铝层与基膜接触。

进一步的，所述树脂层为聚多巴胺层。

一种复合隔膜的制备工艺，包括以下步骤：

(1)等离子体处理：取基膜，以恒定流量的O₂为原料进行等离子体处理；

(2)沉积：取步骤(1)得到的基膜，以三甲基铝和去离子水为反应源进行原子沉积，形成氧化铝层；

(3)聚合：取步骤(2)得到的膜体进行预润湿，然后浸入混合溶液中进行处理，形成聚多巴胺层；

(4)反应：取步骤(3)得到的膜体浸入高锰酸钾、浓硫酸的混合溶液中，加入催化剂，高锰酸钾还原，形成二氧化锰层；

(5)加工：取步骤(4)得到的膜体进行水洗、干燥，经展平热定型后进行裁切收卷，制得复合隔膜。

进一步的，所述步骤(1)中等离子体处理工艺为：放电功率20W～30W，氧气流量20～30mL/min，处理时间2～5min。

进一步的，所述步骤(2)中原子沉积工艺为：反应温度为50～80℃，原子层沉积的周期为20～50周。

进一步的，所述步骤(3)中预润湿处理时间为0.5～0.8h，预润湿所使用的溶液为质量分数90～95％的乙醇溶液；

所述步骤(3)中混合溶液的ph为8～11；所述步骤(3)混合溶液中包括多巴胺、溶剂和缓冲液；

所述溶剂为乙醇、乙腈、甲苯中的一种或多种。

进一步的，所述步骤(3)中多巴胺、溶剂的碱性混合溶液中的溶剂优选乙醇，缓冲液优选氨水；

所述步骤(3)中乙醇：多巴胺：氨水缓冲液的质量比为(0.03～0.05):(0.2～0.7):1；

所述步骤(3)中膜体的浸入时间为1～5h。

进一步的，所述步骤(4)中的催化剂为三乙胺溶液，三乙胺溶液浓度为0.5～0.6mol/L，