[发明专利]一种能够提高锂电池离子传送速度的隔膜材料

说明书

技术领域

本发明属于锂电池加工制造技术领域，具体涉及一种能够提高锂电池离子传送速度的隔膜材料。

背景技术

锂电池是一种以锂金属或锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的一次电池，与可充电电池锂离子电池跟锂离子聚合物电池是不一样的。锂电池的发明者是爱迪生。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。所以，锂电池长期没有得到应用。随着二十世纪末微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池随之进入了大规模的实用阶段。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，所以锂电池生产要在特殊的环境条件下进行。但是由于锂电池的很多优点，锂电池被广泛的应用在电子仪表、数码和家电产品上。

锂离子电池已广泛应用于3C产品(指计算机、通信、消费类电子产品)常用的移动电源。在市场需求的推动下，需要加快锂电池的发展及进一步提升其性能， 锂离子电池隔膜的作用是将电池的正负极隔开，防止正负极接触而造成短路，允许离子通过而不让电子通过，从而完成在充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输，而作为锂电池关键材料的隔膜性能也需要大幅提升。因此，锂电池隔膜的改性研究备受关注。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种能够提高锂电池离子传送速度的隔膜材料，能够提高锂离子的传输速率和稳定性，还具有很强耐高温性和电解液浸润性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种能够提高锂电池离子传送速度的隔膜材料，按照质量百分比计由以下成分制成：高密度聚乙烯占25-30%、双酚A环氧树脂占3.0-4.0%、活性稀释剂占2.0-3.0%、纳米二氧化钛占0.25-0.30%、剩余为液体石蜡，其制备方法包括以下步骤：

（1）在80-90℃下将双酚A环氧树脂分散至活性稀释剂中，开启分散机以1000-1200转/分钟的转速分散15-20分钟，得到A混合液，将高密度聚乙烯与液体石蜡在150-180℃温度下搅拌形成均相溶液，得到B混合液，将A混合液以1500-1800转/分钟的转速高速分散至B混合液中，持续分散20-30分钟；

（2）将上述分散液加热至200-220℃，在0.3-0.5MPa下热压成厚度为50-100微米的平板膜，用20-30℃的水浴对平板膜进行降温，降温至30-40℃后在60-70℃下烘干，然后在130-150℃温度下热定型，8-10分钟后冷却至室温即得所述隔膜材料。

作为对上述方案的进一步描述，所述纳米二氧化钛的制备方法为：

（1）在25-30℃下，将10-12克的钛酸丁酯在400-500转/分钟的搅拌速度下缓慢加入20-25毫升的无水乙醇，持续搅拌15-20分钟；

（2）将去离子水、乙酸和无水乙醇按照体积比为1：4-5：8-10的比例混合搅拌，缓慢滴加到钛酸丁酯溶液中，并不断搅拌，在30-35℃下搅拌反应13-15小时，在40-45℃下静止固化2-3小时，得到透明微黄色溶胶；

（3）将溶胶转入反应釜中在200-220℃下反应15-18小时，反应完后，自然冷却到室温，将产物分别用去离子水和无水乙醇离心洗涤三次，在70-80℃下条件下干燥6-8小时即可。

作为对上述方案的进一步描述，所述活性稀释剂是由丙烯酸月桂酯和新戊二醇二乙氧基双丙烯酸酯按照3-4：1的比例混合制备。

作为对上述方案的进一步描述，步骤（3）中烘干时间为2-3小时。

本发明相比现有技术具有以下优点：为了解决现有锂电池隔膜均一性和稳定性差的问题，本发明提供了一种能够提高锂电池离子传送速度的隔膜材料，在高分子材料中掺入了无机纳米粒子，在复合膜隔中形成刚性骨架，可达到提高隔膜耐热性的目的，能够长时间稳定输出锂离子，极大的改善了锂电池在高温下的工作稳定性，进而提升锂电池的工作效率和安全性能，隔膜的孔径分布更加均匀一致、具有更高的机械强度、更好的耐热性能和闭孔性能，制备的锂电池隔膜还具有综合性能优越、生产效率高的特点，可满足大规模工业化生产的需要。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种能够提高锂电池离子传送速度的隔膜材料，按照质量百分比计由以下成分制成：高密度聚乙烯占25%、双酚A环氧树脂占3.0%、活性稀释剂占2.0%、纳米二氧化钛占0.25%、剩余为液体石蜡，其制备方法包括以下步骤：