[发明专利]一种高安全性复合锂电隔膜及其制备方法

权利要求书

1.一种高安全性复合锂电隔膜，其特征在于，复合隔膜包括纤维骨架和核壳微球，通过在纤维骨架中复合具有信号响应功能的核壳微球，核壳微球均匀地分布在纤维骨架的三维网络结构中，形成纤维/微球二元共混结构；

纤维骨架的纤维直径为0.1 μm～5μm，核壳微球的直径为0.05 μm～3.5 μm，复合隔膜的厚度为8 μm～50 μm；

纤维骨架的组成材料采用聚酰亚胺、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或聚乙烯醇通过熔融纺丝、静电纺丝之一或两种以上混合，形成纤维网络骨架的耐高温材料；

具有信号响应功能的核壳微球是指由电活性材料包覆热敏性有机微球而形成的核壳微球；

其中，电活性材料采用聚苯胺、聚噻吩、聚芴、聚对苯撑以及上述材料的衍生物通过电氧化/还原掺杂可转换成电子导电态的高分子导电聚合物之一或两种以上的混合；

其中，热敏性有机微球采用聚乙烯微球、聚丙烯微球、聚苯乙烯微球、聚甲基丙烯酸甲酯微球或聚偏氟乙烯微球，在80℃～200℃间可发生熔化；

其中，热敏性有机微球的直径为0.03 μm～3.0 μm，电活性材料包覆层的厚度为0.01 μm～2 μm；

该复合隔膜兼具温度和电势信号响应功能，复合隔膜是通过在纤维骨架中复合具有信号响应功能的核壳微球，该核壳微球对温度和电势信号敏感，在温度超过120 ℃或电势超过4.2 V下微球的结构和表面性质发生转变，进而调控复合隔膜的性质，提升锂离子电池的安全性；

复合隔膜的温度信号响应功能是指由于温度升高导致隔膜中核壳微球熔融而使隔膜发生闭孔效应；复合隔膜的电势信号响应功能是指由于电池电势升高，隔膜在电势信号激发，导致核壳微球转变为电子导电态，进而在隔膜中形成导电网络；调控复合隔膜的性质是指隔膜的电子导电性和离子导电性质。

2.一种权利要求1所述的高安全性复合锂电隔膜的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：热敏性有机微球表面包覆电活性材料层形成核壳微球、复合纤维骨架与核壳微球形成隔膜以及隔膜经过热处理、压实处理形成复合隔膜，获得兼具多种安全功能的锂电隔膜。

3.根据权利要求2所述的高安全性复合锂电隔膜的制备方法，其特征在于，热敏性有机微球表面包覆电活性材料层的方法为化学氧化聚合法；复合隔膜的制备方法为纤维/微球共纺法，纤维/微球共纺法采用熔融纺丝/静电喷涂耦合法、静电纺丝/静电喷涂耦合法或纤维骨架浸渍核壳微球溶液法。

4.根据权利要求2所述的高安全性复合锂电隔膜的制备方法，其特征在于：复合隔膜中纤维与核壳微球的质量比为1:10～10:1。

5.根据权利要求2所述的高安全性复合锂电隔膜的制备方法，其特征在于，多种安全功能包括电池的高温安全性和过充安全性，上述两种安全保护功能互不影响，对电池的正常使用没有不利影响。