[发明专利]一种锂电池用复合隔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂电池用复合隔膜的制备方法，属于蓄电池领域。

背景技术

锂离子电池因其优异的性能，如高能量密度、高操作电压、长循环寿命、低自放电率等优点，广泛应用在手机、笔记本电脑等电子产品中，作为锂电池的重要组成部分，隔膜在正极与负极材料之间起电子绝缘、提供微孔通道支持离子迁移的作用。电池的容量、循环以及安全性能与隔膜性能的优劣有着直接的关系，而现有隔膜的孔隙率、热稳定性以及放电容量等性能都不高，因此提升隔膜的性能势在必行；另外，目前制备隔膜的方法大多过程复杂，且制备得到产品的合格率不高。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种制备过程简单、易于重复的锂电池用复合隔膜的制备方法，可以制备出孔隙率高、热稳定性好，且具有良好的循环稳定性的隔膜。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种锂电池用复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)按3:2的质量比配制丙酮与二甲基甲酰胺的混合溶剂，称取聚偏氟乙烯粉末溶于上述溶剂，加热搅拌至充分溶解，配质量分数为1-9％的溶液，经超声波处理30-40min后，用注射器取2ml的溶液，固定在放置架上，

(2)剪取方形聚乙烯隔膜，平铺在静电喷涂的接收装置上，注射器与高压电源的输出端相连，溶液在高压静电的作用下喷涂到接收装置上；接收距离为15cm，控制喷涂时间2-6min，得到复合隔膜。

作为本发明的一个优选的方案，所述步骤(2)中采用的聚乙烯隔膜尺寸为6cm*6cm。

作为本发明的一个优选的方案，所述步骤(1)中的超声波功率为150W。

作为本发明的一个优选的方案，所述静电喷涂的电压为21kV。

作为本发明的一个优选的方案，步骤(1)的超声波处理时间为30min。

本发明制备方法简单、易于重复，制备的良品率高；制备得到的隔膜孔隙率从46％提高到73％，纵向热收缩率由2.6％减小到1.3％，电池的首次放电容量提高了4.2％，经过50次充放电循环测试，电池的循环稳定性良好，可以作为锂离子电池隔膜使用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

锂电池用复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)按3:2的质量比配制丙酮与二甲基甲酰胺的混合溶剂，称取聚偏氟乙烯粉末溶于上述溶剂，加热搅拌至充分溶解，配质量分数为1％的溶液，经150W超声波处理30min后，用注射器取2ml的溶液，固定在放置架上，

(2)剪取6cm*6cm聚乙烯隔膜，平铺在静电喷涂的接收装置上，将注射器与高压电源(21kV)的输出端相连，溶液在高压静电的作用下喷涂到接收装置上，接收距离为15cm，控制喷涂时间2min，得到复合隔膜。

在隔膜样品浸泡前进行称量，质量为m1，然后将隔膜浸泡在正丁醇中，2h后取出后用滤纸轻轻拭去其表面的液体，再次称量，质量为m2，即可得到隔膜所吸收正丁醇的质量m＝m2-m1，所吸收正丁醇质量m与其密度ρ之比即为隔膜内孔的体积，此体积与干膜体积V之比就是隔膜的孔隙率。

复合隔膜的尺寸稳定性:取直径为R的隔膜，将其置于烘箱内，在90℃加热处理1h后，观察隔膜的变化。

复合隔膜的电化学性能测试:在充满氩气的干燥手套箱内组装扣式电池。将质量分数比为8：1：1的LiFePO₄、碳黑以及聚偏氟乙烯溶液粘接剂混合研磨均匀后烘干作为正极材料，负极材料选用金属锂，电解液中的有效成分是LiPF₆，采用武汉金诺CT2001A型蓝电电池充放电测试仪对电池进行恒流充放电测试。

经检测，隔膜的孔隙率从46％提高到73％，纵向热收缩率由2.6％减小到1.3％，电池的首次放电容量提高了4.2％，经过50次充放电循环测试，电池的循环稳定性良好，可以作为锂离子电池隔膜使用。

实施例2

锂电池用复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)按3:2的质量比配制丙酮与二甲基甲酰胺的混合溶剂，称取聚偏氟乙烯粉末溶于上述溶剂，加热搅拌至充分溶解，配质量分数为9％的溶液，经150W超声波处理40min后，用注射器取2ml的溶液，固定在放置架上，

(2)剪取6cm*6cm聚乙烯隔膜，平铺在静电喷涂的接收装置上，注射器与高压电源(21kV)的输出端相连，溶液在高压静电的作用下喷涂到接收装置上；接收距离为15cm，控制喷涂时间6min，得到复合隔膜。