[发明专利]一种利用PA无纺布制备锂离子电池隔膜的方法

说明书

本发明公开了一种利用PA无纺布制备锂离子电池隔膜的方法，涉及电池隔膜加工技术领域，包括以下步骤：(1)粘合剂的配制，(2)粘合层的形成，(3)隔膜的制备。本发明所制粘合剂能快速牢固附着于PA纤维上从而形成粘合层，避免常规隔膜还需另外设置粘合层才能形成隔膜与电极之间粘合的问题；并且该粘合剂属于水性粘合剂，避免使用有机溶剂作为稀释剂存在的干燥时污染环境的问题；同时粘合层的形成还能提高所制隔膜的综合使用性能。

技术领域：

本发明涉及电池隔膜加工技术领域，具体涉及一种利用PA无纺布制备锂离子电池隔膜的方法。

背景技术：

锂电池主要由正负极材料、电解液和隔膜组成，隔膜位于锂离子电池正负极材料之间，是锂离子电池的重要组成部件之一。隔膜起着隔绝正负极，防止电池内部短路，同时吸收电解液，完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间快速传输等重要作用。

随着锂电池的不断发展，对隔膜性能的要求越来越高，其性能的优劣直接影响到锂电池的充放电性能、循环使用寿命、高低温性能以及安全性能等。目前，商品化的锂电池隔膜材料主要是聚烯烃微孔聚合物膜，包括聚乙烯膜、聚丙烯膜以及聚乙烯-聚丙烯双向拉伸膜。聚烯烃微孔隔膜固然具有电化学性能稳定和机械强度适宜的优势，但也存在缺陷：一方面电解液浸润性能不好，电解液吸收率低，限制了离子电导率的提高，不利于锂电池的快速充放电；另一方面热尺寸稳定性能差，在温度高于120℃时会出现显著的尺寸收缩，电池内部发生短路。为了解决聚烯烃微孔隔膜存在的上述缺陷，我们需要开发新型隔膜材料，提高隔膜的综合使用性能。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单易行且环保性强的利用PA无纺布制备锂离子电池隔膜的方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种利用PA无纺布制备锂离子电池隔膜的方法，包括以下步骤：

(1)粘合剂的配制：由40-50份N-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物、3-8份泊洛沙姆、1-5份纳米胶粉和0.05-0.5份聚天门冬氨酸加水均匀混合而成，粘合剂的粘度控制在10-100cP；

所述纳米胶粉由质量比5:1:1的季戊四醇硬脂酸酯、聚乙二醇400和卡波姆940制成，其具体制备方法为：先将季戊四醇硬脂酸酯、聚乙二醇400和卡波姆940加热至110-120℃保温混合5-15min，待自然冷却至室温后转入-10℃环境中密封冷冻8-12h，再利用超微粉碎机制成微粉，最后经纳米研磨机制成纳米粉体；

(2)粘合层的形成：将PA无纺布完全浸渍于所制粘合剂中，粘合剂温度维持在40-50℃，浸渍时间10-30min，浸渍结束后将PA无纺布于75-85℃下干燥至恒重；

(3)隔膜的制备：将经上述粘合剂处理后的PA无纺布于温度135-145℃、压力0.5-1MPa、线速度6-12m/min下压延，即得隔膜。

所述N-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物由N-羟甲基丙烯酰胺和烯丙基缩水甘油醚经聚合反应制成，其制备方法为：先将N-羟甲基丙烯酰胺加2-3倍重量水溶解完全，并加入过硫酸钾，搅拌使过硫酸钾完全溶解，然后加热至50-60℃开始滴加烯丙基缩水甘油醚，待反应结束后将所得混合物减压浓缩制成膏体，膏体经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得N-羟甲基丙烯酰胺/烯丙基缩水甘油醚聚合物。

所述N-羟甲基丙烯酰胺、烯丙基缩水甘油醚、过硫酸钾的摩尔比为1:1:0.01-0.05。

所述泊洛沙姆经过改性处理，其改性方法为：先将泊洛沙姆和肉桂酸溶于无水乙醇配成过饱和溶液，并滴加稀硫酸调节溶液pH值至4-5，再加热至回流状态保温搅拌，待反应结束后将所得混合物减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物经水洗后真空干燥，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得改性泊洛沙姆。