[发明专利]一种复合锂离子电池隔膜材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种复合锂离子电池隔膜材料及其制备方法。所述电池隔膜材料为三层结构，其中，第一层和第三层为聚合物多孔薄膜，且该两层聚合物多孔薄膜的相对侧均附着有无机颗粒；中间层为浸渍聚合物粘合剂的无纺布。制备方法为：先将均匀分散在挥发性溶剂中的无机纳米颗粒涂到玻璃板上，待溶剂挥发后再将聚合物溶液涂到玻璃板上，得到一侧附着无机颗粒的聚合物多孔薄膜；最后将附着有无机颗粒的多孔薄膜与浸渍过聚合物粘合剂的无纺布进行热轧复合。本发明提供一种类似三明治结构的电池隔膜材料，除了具有吸液率高，孔径分布均匀，润湿性好，耐热性好等优良特性外，还改善了与电极材料的界面稳定性，提高了电池的安全性能，循环性能以及倍率性能。

主权项

1.一种复合锂离子电池隔膜材料，其特征在于，为三层结构，其中，第一层和第三层为聚合物多孔薄膜，且该两层聚合物多孔薄膜的相对侧均附着有无机颗粒；中间层为浸渍聚合物粘合剂的无纺布；所述聚合物多孔薄膜中的聚合物为聚偏氟乙烯及其共聚物、聚氯乙烯和丙烯腈‑氯乙烯共聚物中的至少一种；所述无机颗粒为二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化锌、氧化镁、碳酸钙、氧化锆、氧化钛和沸石中的任意一种或两种以上混合物；所述聚合物粘合剂为聚偏氟乙烯及其共聚物、聚氯乙烯和丙烯腈‑氯乙烯共聚物中的至少一种；所述无机颗粒的平均粒径为0.01‑6μm；所述复合锂离子电池隔膜材料的制备方法具体步骤如下：第一步：将无纺布在温度为50‑250℃、压强为1‑10MPa下热压5‑60s；第二步：将热压后的无纺布浸入到重量百分比为1‑5%的聚合物易挥发有机溶剂溶液中，挤出多余液体后晾干；第三步：将无机颗粒分散在易挥发有机溶剂中，搅拌均匀后，采用超声波震荡，然后将其涂到玻璃板上，在空气中静置5‑15 min，待用；第四步：将聚合物溶解到易挥发有机溶剂中，然后加入去离子水和无机纳米颗粒，得到制膜液；第五步：将制膜液刮涂到第三步得到的附着无机颗粒的玻璃板上，在空气中静置5－15 min，然后放入温度为20‑40℃的真空烘箱中干燥0.5‑2 h，剥取，得到厚度为8‑15μm的聚合物多孔薄膜；第六步：将制备好的两层聚合物多孔薄膜分别放在无纺布的上下两侧，其中附着无机颗粒的一面与中间无纺布贴合，然后进行热轧，热轧的上下轧板温度范围是50‑160℃，时间为1‑60s，压强为1‑10MPa；所得复合隔膜材料的厚度为20‑50μm；所述第三步中无机颗粒在易挥发有机溶剂中的重量百分比为1‑10%；所述易挥发有机溶剂为丙酮、四氢呋喃和二氯甲烷中的至少一种；所述无机纳米颗粒为氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化锌和氧化镁中的至少一种；所述第四步中制膜液中的聚合物的重量百分比为3%‑10%，去离子水的重量百分比为3‑10%，无机纳米颗粒与聚合物的重量比为1：5‑20；所述无机纳米颗粒的粒径为10nm‑500nm。