[发明专利]组分比例呈梯度连续变化的多层多孔电池隔膜及其制备方法

权利要求书

1.组分比例呈梯度连续变化的多层多孔电池隔膜，其特征在于，所述电池隔膜是由膜片叠层压制而成，每层膜片由聚合物和无机粉体组成；从电池隔膜一侧到另一侧的膜片中聚合物和无机粉体的含量呈连续变化，聚合物的含量逐渐增多，无机粉体的含量逐渐减少；聚合物是指聚偏氟乙烯PVDF，无机粉体是指粒径d₅₀为0.01～50μm的Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、SiC、Si₃N₄、AlN、玻璃粉中的一种或多种的混合物；从电池隔膜一侧到另一侧的膜片中，无机粉体与聚偏氟乙烯PVDF的质量比为(0～30)∶1。

2.如权利要求1所述的组分比例呈梯度连续变化的多层多孔电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)无机粉体的制备：将无机粉体放入球磨机，采用干法或湿法球磨6-24小时，球磨结束后将粉体干燥并过200目筛，得到d₅₀＝0.01～50μm的无机粉体；

2)铸膜液的制备：将过筛的无机粉体和聚偏氟乙烯加入到有机溶剂中，剧烈搅拌使之完全分散溶解得到铸膜液，聚偏氟乙烯与有机溶剂的质量比为(0.05～0.4)∶1；无机粉体与聚偏氟乙烯的质量比为(0～30)∶1；

3)流延成型：将铸膜液在流延机中流延成膜片，刮刀高度为0.2～1.0mm，流延速度为0.1～1.5m/min，将成型的膜片在凝固浴中浸泡0～48小时，从凝固浴中取出后干燥得到厚度为30～500μm的多孔膜片；

4)裁剪和叠层：重复前面步骤2)和3)，改变铸膜液中无机粉体和聚偏氟乙烯的质量比，流延、干燥后制备出具有不同质量比的膜片，然后将其裁剪，接着将裁剪后的膜片按无机粉体和聚偏氟乙烯质量比从高到低或从低到高的顺序叠层成多层多孔膜片；

5)压制：将叠层后的膜片放入与其直径相同的模具中，于压力机下压制得到组分比例呈梯度连续变化的多层多孔电池隔膜。

3.如权利要求2所述的组分比例呈梯度连续变化的多层多孔电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤1)中的无机粉体是指Al₂O₃、SiO₂、ZrO₂、SiC、Si₃N₄、AlN、玻璃粉中的一种或多种任意比例的混合物；球磨后粉体干燥的温度为100～110℃，干燥时间为1～4小时。

4.如权利要求2所述的组分比例呈梯度连续变化的多层多孔电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤2)中的有机溶剂为二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种或多种任意比例的混合物；无机粉体和聚偏氟乙烯加入到有机溶剂中后的搅拌温度为20～80℃，搅拌时间为1～24小时；无机粉体和聚偏氟乙烯的加入顺序为，先加入无机粉体后加入聚偏氟乙烯或者先加入聚偏氟乙烯后加入无机粉体；搅拌方式为先加入后搅拌或者边加入边搅拌。

5.如权利要求2所述的组分比例呈梯度连续变化的多层多孔电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤3)中凝固浴为水，或者水与所用有机溶剂一种或多种任意比例的混合物；有机溶剂在凝固浴中的质量含量为0～50％，凝固浴的温度为40～80℃；膜片从凝固浴中取出后的干燥温度为20～110℃，干燥时间为0.5～4小时。

6.如权利要求2所述的组分比例呈梯度连续变化的多层多孔电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤4)具有不同质量比的膜片中无机粉体和聚偏氟乙烯的质量比为(0～30)∶1，裁剪后的膜片直径为5～50mm；叠层后膜片的层数为2～100层。

7.如权利要求2所述的组分比例呈梯度连续变化的多层多孔电池隔膜的制备方法，，其特征在于，步骤5)中压制压力为0.01～20MPa，保压时间为0-5min。