[发明专利]一种电池电容器用复合隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电池电容器用复合隔膜及其制备方法，包括湿法无纺布，设置在湿法无纺布基布两侧的静电纺丝层；湿法无纺布基布的孔隙率为60％‑70％，厚度为20‑30μm；静电纺丝层的厚度为5‑15μm，孔径为200‑300nm，孔隙率为50％‑60％。本发明复合隔膜以湿法无纺布为基布，为电池电容器用复合隔膜提供了充足的机械强度，在基布表面设置静电纺丝层，能够提高复合隔膜的耐高温性能，同时可以很好的调节复合隔膜表面的孔隙大小，解决了普通湿法无纺布隔膜热稳定性差、难以进行空隙调节易造成电池短路等问题，也解决了纯静电纺丝隔膜力学强度差的问题。

技术领域

本发明属于隔膜领域，特别涉及一种电池电容器用复合隔膜及其制备方法。

背景技术

隔膜作为电池/电容器的关键组成部分，其主要作用是隔离正负极，在充放电过程中作为离子转移运输的通道导通电子，因此，超级电容器/电池隔膜的性能直接影响超级电容器的使用安全以及能量密度、功率密度、充放电效率和循环使用等性能。

目前从发展趋势看，对隔膜材料的要求主要集中在两个方面：提供更充分的安全保障和实现更好的离子传输能力。隔膜为电池/电容器工作体系提供安全保障主要体现在以下几个方面：在突发异常高温情况下，保持物理形态和尺寸的稳定；隔膜具有一定的机械强度和厚度，防止被大颗粒、毛刺、枝晶等刺穿；电子绝缘性；不与电解液、电极发生反应。为了实现更好的离子传输能力，要求其具有良好的离子电导性，良好的保液性，要求在结构上实现微孔结构的均一性。

隔膜材料目前主要有PP/PE隔膜，无纺布，无纺布复合体系，PP/PE复合体系。PP/PE隔膜经单向拉伸或双向机械拉伸的方式获得，但是PP/PE熔点低，热稳定性差，在低温时会发生热收缩，引发安全问题，同时其孔隙率不高，保湿保液性差，影响快速充放电。通过对PP/PE隔膜进行表面涂覆，增加隔膜高温闭孔功能，改善对电解液的亲液性以及提高隔膜材料的耐温性能和阻燃性能。但是增加表面涂层的方式增加了隔膜厚度，增加了隔膜内阻，增加了工艺流程，提高了成本的同时，涂层也会进入隔膜空隙而降低了空隙率。

无纺布具有天然的孔隙结构，并且植物纤维通常具有大量的羟基，使得无纺布用作隔膜时具有良好的保湿性保液性，有较高的离子通过率。但是无纺布的孔径较大，穿刺强度较低。在无纺布中复合无机颗粒，通过无机颗粒调控了无纺布的孔隙结构，同时还抑制了隔膜的受热收缩，提高了润湿性和吸液量。但是其无法解决掉粉问题。专利CN201810585774.3在PP熔喷无纺布表面进行静电纺丝形成LCP聚合物层，明显的提高了隔膜的耐高温性能，并且有效的调控了隔膜的表面孔结构，但是PP熔喷无纺布强度低，不能弥补静电纺丝层强度低的问题，另外两者的复合强度也不够。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电池电容器用复合隔膜及其制备方法，具有充足的机械强度，能够解决普通湿法无纺布隔膜热稳定性差、难以进行空隙调节易造成电池短路等问题，也解决了纯静电纺丝隔膜力学强度差的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种电池电容器用复合隔膜，包括湿法无纺布，设置在湿法无纺布基布两侧的静电纺丝层；

湿法无纺布基布的孔隙率为60％-70％，厚度为20-30μm；

静电纺丝层的厚度为5-15μm，孔径为200-300nm，孔隙率为50％-60％。

进一步的，湿法无纺布的拉伸强度不小于4.0kN/m，表面平滑度为8-12s。

进一步的，湿法无纺布中含有质量百分比为10％-20％的粘结纤维。

进一步的，湿法无纺布的表面存在粘结纤维的熔融须，熔融须的直径小于粘结纤维的直径。

进一步的，湿法无纺布表面熔融须的数量为3-4根/mm²。