[发明专利]一种冰结晶诱导自组装的多孔涂覆隔膜及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种冰结晶诱导自组装的多孔涂覆隔膜及其制备工艺，包括以下步骤：(1)制备浆料：取石蜡油、纯水、润湿剂、羟乙基纤维素混合，制得浆料；(2)制备涂覆隔膜：将浆料涂覆于基膜上，在液氮中脆冷，低温冷冻，萃取，烘干，制得涂覆隔膜。本发明通过冰结晶诱导自组装的方法制备涂覆隔膜，在冷冻结晶的过程中，羟乙基纤维素分子在冰晶体的边界处生长，同时还会大量的包裹住冰晶体，发生聚集现象，从而诱导进行自组装，形成聚集现象，利于涂覆隔膜孔隙的形成。

技术领域

本发明涉及电池隔膜技术领域，具体为一种冰结晶诱导自组装的多孔涂覆隔膜及其制备工艺。

背景技术

随着科学技术的发展，锂电池已经成为了主流。锂电池的结构包括正极、负极、电解质和电池隔膜，其正/负极材料为锂金属或锂合金，使用非水溶液作为电解质。其中电池隔膜是锂电池的关键内层组件，它的性能决定了所制电池的界面结构、内阻等，直接影响锂电池的容量、循环性能、安全性能等特性。电池隔膜的优异性能对电池综合性能的提高有着重要意义。电池隔膜的主要作用是将锂电池的正负极隔离，防止两极接触，并使电解质中的离子通过。市场中商用的锂电池隔膜常为聚烯烃隔膜，如PE、PP微孔膜、无纺布、芳纶等，以PE隔膜为例，其孔隙率常见的范围在38～47％，孔隙率低，对电解液的亲和性不利，隔膜吸液量不高，现有的吸液量较高的隔膜，其吸液量才达到120％；隔膜表面的疏水性强，不利于润湿效果；且隔膜表面较为致密，不利于电解液的渗透和离子的通过，会降低电池的电化学性能。因此，我们提出一种冰结晶诱导自组装的多孔涂覆隔膜及其制备工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冰结晶诱导自组装的多孔涂覆隔膜及其制备工艺，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：一种冰结晶诱导自组装的多孔涂覆隔膜，包括以下步骤：

(1)制备浆料：取石蜡油、纯水、润湿剂混合，高速搅拌，加入羟乙基纤维素，加热搅拌，制得浆料；

(2)制备涂覆隔膜：将浆料涂覆于基膜上，在液氮中脆冷，低温冷冻，浸入乙醇中萃取，烘干，制得涂覆隔膜。

进一步的，包括以下步骤：

(1)制备浆料：

取石蜡油、纯水、润湿剂混合，高速搅拌，工艺为：搅拌转速1000～3000rpm，搅拌时间3～6h；

加入羟乙基纤维素，加热搅拌，工艺为：温度45～65℃，搅拌转速1000～3000rpm，搅拌时间5～8h，制得浆料；

(2)制备涂覆隔膜：将浆料涂覆于基膜上，在液氮中脆冷30～60min，放入冰箱冷冻6～12h，冷冻温度为-38～-7℃，浸入乙醇中萃取，在60～80℃温度下烘干，制得涂覆隔膜。

进一步的，包括以下步骤：

(1)制备浆料：

取石蜡油、纯水、润湿剂、表面活性剂混合，高速搅拌，工艺为：搅拌转速1000～3000rpm，搅拌时间3～6h；

加入羟乙基纤维素，加热搅拌，工艺为：温度45～65℃，搅拌转速1000～3000rpm，搅拌时间5～8h，制得浆料；加入润湿剂能够降低浆料的表面张力，使浆料更容易涂覆在隔膜表面；