[发明专利]一种锂离子电池隔膜及其制备方法

说明书

本发明提供了一种锂离子电池隔膜，由聚酯纤维无纺布、原纤化纤维层和壳聚糖涂层组成，其中，所述聚酯纤维无纺布厚度在10‑18μm之间，所述原纤化纤维层厚度在2‑5μm之间，壳聚糖涂层在1‑3μm之间。本发明还提供了制备上述锂离子电池隔膜的方法。本锂离子电池隔膜通过将聚酯纤维无纺布、原纤化纤维层和壳聚糖涂层复合形成锂离子电池隔膜，通过涂覆壳聚糖涂层并严格控制各复合层的厚度，可以大大改善离子传输的均匀性，特别是低温下循环性能，并且通过将原纤化纤维沉积在聚酯纤维无纺布上的抄造方式，可以避免聚酯纤维向原纤化纤维孔隙中迁移，从而可以提高基材的离子传输性，降低隔膜离子的阻抗。

技术领域

本发明涉及电池隔膜制造技术领域，具体涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法。

背景技术

近年来电动汽车自燃事故频发，电池产品的安全性变得越来越重要。隔膜破损是电池热失控的直接原因。聚烯烃微孔膜具有优异的力学性能、化学稳定性和相对均匀的孔隙结构，是目前市场主流隔膜。然而，聚烯烃微孔膜耐热温度低且厚度方向的屈服强度，在热和应力的作用下隔膜孔隙容易封闭堵塞，降低电池使用寿命，增加安全风险。

无纺布隔膜孔径大、孔隙率高，选用耐热性较好的纤维可赋予隔膜优异的耐热性和抗压性。然而无纺布隔膜的孔径分布范围较宽，在低温下离子传输均匀性较差，容易造成石墨负极局部过充镀锂，降低电池容量和循环寿命，增加电池安全风险，如何减少聚酯纤维向原纤化纤维孔隙中迁移，提高基材的离子传输性，降低隔膜离子的阻抗，并提高电池的安全性能是本领域需要急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种锂离子电池隔膜，通过将聚酯纤维无纺布、原纤化纤维层和壳聚糖涂层复合形成锂离子电池隔膜，通过涂覆壳聚糖涂层并严格控制各复合层的厚度，可以大大改善离子传输的均匀性，特别是低温下循环性能。

发明还提供了一种锂离子电池隔膜的制备方法，通过将原纤化纤维沉积在聚酯纤维无纺布上的抄造方式，可以避免聚酯纤维向原纤化纤维孔隙中迁移，从而可以提高基材的离子传输性，并降低隔膜离子的阻抗，同时通过涂覆壳聚糖涂层，可以改善锂离子电池隔膜低温下的循环性能。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种锂离子电池隔膜，由聚酯纤维无纺布、原纤化纤维层和壳聚糖涂层组成，其中，所述聚酯纤维无纺布厚度在10-18μm之间，所述原纤化纤维层厚度在2-5μm之间，壳聚糖涂层在1-3μm之间。

优选的，所述原纤化纤维层由100％天丝原纤化纤维组成，所述天丝原纤化纤维最大直径小于2.5μm。

优选的，所述聚酯纤维无纺布纵向抗张强度大于500N/m。

本发明还提供了一种锂离子电池隔膜的制备方法，用于制备上述的锂离子电池隔膜，具体包括如下步骤：

S1、将天丝短切纤维控制在1-30％的浓度，用第一组磨浆设备进行磨浆处理，得到打浆度为40-65°SR的浆料1；

S2、浆料1经过筛分-磨浆循环系统，通过最后一台筛分设备筛网的浆料为最大直径小于 2.5μm的天丝原纤化纤维；

S3、将步骤S2得到的天丝原纤化纤维经敞开流浆箱上浆，并沿敞开式流浆箱外斜板沉积在PET无纺布上，经真空脱水和压榨后得到湿纸页，经烘缸干燥后得到干纸页；

S4、将干纸页经过软压光处理得到基材；

S5、将壳聚糖溶解在1％的乙酸水溶液中，得到壳聚糖涂布液；

S6、将壳聚糖涂布液经膜转移施胶涂布在离型纸上，经热风干燥后得到带有壳聚糖薄膜的离型纸；

S7、将带有壳聚糖薄膜的离型纸经水浸渍得到壳聚糖凝胶，与步骤S4中所得基材的原纤化纤维层经辊压复合和扬克缸干燥后，与离型纸分离得到锂离子电池隔膜。