[发明专利]一种锂电池改性涂层隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池改性涂层隔膜及其制备方法，包括基膜和在基膜表面涂覆改性浆料形成的涂层，所述基膜包括如下步骤制成：将聚偏二氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯在65℃下干燥12h，干燥结束后分别加入N，N‑二甲基甲酰胺中制成纺丝液，匀速搅拌12h，升温至35℃，制得混合纺丝液，静电纺丝，形成纤维丝，热压形成基膜，控制聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和N，N‑二甲基甲酰胺的重量比为8∶2∶100，热压温度为80℃；通过涂覆改性浆料，防止隔膜温度持续上升造成闭孔，造成永久性的破坏，改性浆料中引入膨胀石墨，能够提高隔膜在冷热循环过程中的稳定性，提高使用寿命。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体地，涉及一种锂电池改性涂层隔膜及其制备方法。

背景技术

电池隔膜在锂电池中的基本作用为隔开正负极，并且吸附电解液允许锂离子通过。目前在提高锂电池隔膜性能方面的发展研究以改善隔膜表面性质和调整隔膜基体材料为主。在改善隔膜表面性质方面主要的研究方向是隔膜涂布处理，就是在隔膜表面涂覆一层浆料，就目前情况来看浆料涂布隔膜是提高锂电池安全性的最有效方式，隔膜涂布浆料后可有效地提高隔膜的耐热收缩性、安全性、热稳定性以及改善隔膜的机械强度，从而延长隔膜的使用寿命。

现市面上的锂离子电池隔膜，无论是陶瓷氧化铝隔膜还是PVDF隔膜，都受隔膜自身材质限制，当隔膜受到温度超过120℃时，隔膜会出现永久闭孔现象，锂离子电池隔膜会失去透过锂离子的功能，导致锂电池报废。

发明内容

为了解决背景技术中提到的技术问题，本发明的目的在于提供一种锂电池改性涂层隔膜及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种锂电池改性涂层隔膜，包括基膜和在基膜表面涂覆改性浆料形成的涂层，所述基膜包括如下步骤制成：

所述基膜包括如下步骤制成：

将聚偏二氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯在65℃下干燥12h，干燥结束后分别加入N，N-二甲基甲酰胺中制成纺丝液，匀速搅拌12h，升温至35℃，制得混合纺丝液，静电纺丝，形成纤维丝，热压形成基膜，控制聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和N，N-二甲基甲酰胺的重量比为8∶2∶100，热压温度为80-100℃。

进一步地，所述改性浆料包括如下步骤制成：

步骤S1、将天然鳞片石墨用无纺布包覆在304不锈钢板表面，形成复合阳极，304不锈钢板的尺寸为150mm×30mm×1mm，将复合阳极放入电解液中直至包覆的天然鳞片石墨完全浸泡在电解液中，将紫铜网安装至复合阳极下方2-2.5cm处，在电流密度70mA/cm²下处理1h，处理结束后取出石墨，用去离子水洗涤后置于75℃干燥箱中干燥3h，之后置于微波炉中，在900W功率下加热30s制得膨胀石墨，控制天然鳞片石墨和电解液的用量比为3-5g∶150-200mL；

步骤S1中通过电化学方法对天然石墨进行处理，处理过程中电解水在复合阳极产生氧气，对阳极的石墨边缘进行氧化，进而使得石墨的片层打开，对石墨进行插层作用，产生膨胀，之后微波加热制备出膨胀石墨，不使用强酸等强氧化剂，对环境的污染较小；

步骤S2、将赤藓糖醇粉末在140℃下加热熔化，以200r/min的转速磁力搅拌直至完全熔化，降温至125℃，缓慢加入膨胀石墨，边加入边磁力搅拌，完全加入后继续磁力搅拌2h，搅拌结束后降温至室温，制得复合材料，控制赤藓糖醇粉末和膨胀石墨的重量比为100∶1；

步骤S2中膨胀石墨的高比表面积，为赤藓糖醇提供成核位点，共混过程中赤藓糖醇在膨胀石墨的毛细力及吸附力作用下沿着其薄片状结构逐步扩散到多孔隙结构的内部，形成复合材料，通过引入膨胀石墨提高该复合材料在冷热循环中的稳定性。