[发明专利]一种锂电池聚氨酯复合隔膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池聚氨酯复合隔膜的制备方法，它涉及锂电池技术领域；包括以下步骤：步骤一：先将PU溶于二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂中，在80‑150℃下连续搅拌，得到质量分数为10‑18％的溶液；步骤二：通过电压8‑15kV静电纺丝，注射器推进速度为1.0‑1.5mL/h；步骤三：将PU纳米纤维在50‑80℃烘箱中烘干10‑15h后，切割成PU隔膜；步骤四：将溶解在DMAC中的陶瓷材料填充PU纳米纤维，50‑80℃烘干10‑15h，然后切割成PUC隔膜。与Celgard隔膜组装NCM811电极相比，PUC隔膜组装的NCM811电极具有更高的循环稳定性，且与PU和Celgard隔膜组装的NCM811电极相比，PUC隔膜组装的NCM811电极具有更高的倍率性能。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池聚氨酯复合隔膜的制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种能量密度和功率密度高、自放电率低、循环寿命长的高效储能系统，越来越受到人们的关注。锂离子电池中的隔膜在防止正负极电子接触及Li⁺传输方面起着至关重要的作用。商业化聚乙烯(PE)和聚烯烃(PP)隔膜由于具有良好的机械性能和化学稳定性，被广泛应用于锂离子电池隔膜中。然而，PE和PP两种隔膜与液体电解质的亲和力差、孔隙率低和热稳定性差严重影响了锂离子电池的电化学性能。通过薄层涂层/掺杂无机纳米粒子、聚合物材料或聚合物与无机材料的混合物改性PE和PP隔膜，提高电解质的润湿性、热稳定性和尺寸稳定性，提高与液体电解质的亲和力和电池安全性。

为了进一步改进锂电池电池隔膜性能，有研究人员利用静电纺丝技术制备纳米纤维隔膜，以提高锂电池电池的性能。静电纺丝纳米纤维具有良好的力学性能、优异的热稳定性、良好的连通孔结构、高孔隙率、高吸收率、高离子电导率。幸运的是，聚氨酯(PU)是一种被广泛研究和应用的高性能材料。聚氨酯纳米纤维因其优异的力学性能、耐热性、稳定性和耐化学性而受到广泛关注。

发明内容

为解决现有技术的缺陷和不足问题；本发明的目的在于提供一种锂电池聚氨酯复合隔膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：先将PU溶于二甲基乙酰胺(DMAC)溶剂中，在80-150℃下连续搅拌，得到质量分数为10-18％的溶液；

步骤二：通过电压8-15kV静电纺丝，注射器推进速度为1.0-1.5 mL/h；

步骤三：将PU纳米纤维在50-80℃烘箱中烘干10-15h后，切割成PU隔膜；

步骤四：将溶解在DMAC中的陶瓷材料填充PU纳米纤维，50-80℃烘干10-15h，然后切割成PUC隔膜。

作为优选，步骤一中，PU的型号为85A，相对分子质量为15000。

作为优选，步骤一中，搅拌的速度为50-100rpm。

作为优选，切割后的PU隔膜和PUC隔膜，其直径保持一致，均为10-15mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本研究采用静电纺丝 PU纳米纤维填充陶瓷(Al₂O₃)材料，制备了三维层状PUC隔膜。PUC纳米纤维隔膜具有良好的力学性能和高的热稳定性，而PUC隔膜与 LiNi_0.8CO_0.1Mn_0.1O₂(NCM811)组装的电池增强了离子亲和性、电解质润湿性和Li⁺电导率。

与Celgard隔膜组装NCM811电极相比，PUC隔膜组装的NCM811 电极具有更高的循环稳定性，且与PU和Celgard隔膜组装的NCM811 电极相比，PUC隔膜组装的NCM811电极具有更高的倍率性能。

具体实施方式