[发明专利]用于锂电池的复合隔膜的制备方法及使用其的锂电池

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，公开了一种用于锂电池的复合隔膜的制备方法及使用其的锂电池，包括以下步骤：S1)制备预聚体；S2)制备含有单层包覆膜的微胶囊反应液；S3)制备含有双层包覆膜的微胶囊反应液；S4)制备含有三层包覆膜的微胶囊体；S5)制备所述用于锂电池的复合隔膜；采用微胶囊成型技术，将吸热相变材料(氟类衍生物，如全氟己酮或七氟环戊烷)包裹在尿素‑三聚氰胺‑甲醛聚合形成的有机薄膜胶囊体内，制得的复合隔膜含有的微胶囊相当于灭火剂，能瞬间吸收大量热量，具有优良的快速冷却性能；本发明提出的一种使用上述制备方法获得的复合隔膜制备的锂电池，制得的锂电池具有抑制热失控的功能。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种用于锂电池的复合隔膜的制备方法及使用其的锂电池。

背景技术

锂电池是目前广为推广的储能的新能源，具有工作电压高、比能量大、能量利用率高、循环寿命长等优点，在便携式电子设备、电动汽车、储能系统等领域得到了广泛的应用。

为了满足工作电压和功率需要将多个锂电池串并联使用，使用时电解液释放的热量导致相邻的电池的表面温度迅速升高，引发发生化学放热反应，且温度过高容易导致电池系统发生火灾或爆炸事故。

现有技术开发的阻燃电解液或高热稳定性隔膜，采用的是被动保护策略，即通过提高电池材料的耐热性，抵抗锂电池因热失控带来的安全隐患，由于不能有效消除热失控产生的热量，当电池和电解液的温度继续上升时，仍然不能避免电池系统发生火灾或爆炸事故。

发明内容

基于以上的现有的技术缺陷，本发明提出了一种用于锂电池的复合隔膜的制备方法，制得的复合隔膜可抑制锂电池热失控，保障电池的内部结构不受损坏，避免电池系统发生火灾或爆炸事故。

本发明的另一目的在于提出一种使用上述制备方法获得的复合隔膜制备的锂电池，制得的锂电池具有抑制热失控的功能。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于锂电池的复合隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1)在蒸馏水中加入尿素、三聚氰胺和甲醛，搅拌均匀后，用溶剂调整溶液的pH值，再升温至65-70℃并反应1h，然后搅拌冷却至室温，制得预聚体；

S2)将所述预聚体投入至含有全氟己酮和十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，搅拌乳化2h，再加入柠檬酸调整pH值，然后升温至30-35℃并反应3h,再升温至40-45℃并反应1h，之后升温至50-55℃并反应1h，再搅拌冷却至室温，制得含有单层包覆膜的微胶囊反应液；

S3)在所述含有单层包覆膜的微胶囊反应液中，边搅拌边加入蒸馏水和所述预聚体，搅拌乳化2h，再加入柠檬酸调整pH值，然后升温至30-35℃并反应1h,再升温至40-45℃并反应1h，之后升温至50-55℃并反应1h，再搅拌冷却至室温，制得含有双层包覆膜的微胶囊反应液；

S4)在所述含有双层包覆膜的微胶囊反应液中，边搅拌边加入蒸馏水和步骤S1)制得的所述预聚体，搅拌乳化2h，再加入柠檬酸调整pH值，然后升温至30-35℃并反应1h,再升温至40-45℃并反应1h，之后升温至50-55℃并反应1h，再搅拌冷却至室温，然后调整pH值，静置过筛干燥，制得含有三层包覆膜的微胶囊体；

S5)在甲醛溶液中加入聚丙烯或聚乙烯粉料，搅拌加热至80-85℃，待聚丙烯或聚乙烯完全溶解后，再加入所述三层包覆膜的微胶囊体，搅拌混合均匀，滴注至培养皿的玻璃表面，静置待溶剂挥发完全后，放入水中剥离，获得薄膜，然后将薄膜放入烘箱中烘干，即制得所述用于锂电池的复合隔膜。

优选的，步骤S1)中，蒸馏水中的尿素质量浓度为0.08-0.1g/ml，三聚氰胺质量浓度为0.06-0.08g/ml，加入的原液浓度为37wt％的甲醛与蒸馏水的体积比为(6-7):10。