[发明专利]一种无纺布基膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无纺布基膜及其制备方法，在室温下，将PET纤维与ES纤维混合，再加入常温的纯水，利用搅拌装置进行均速搅拌，使之混合均匀之后加入芳纶纤维，继续搅拌直到所有纤维完全均匀混合后为止，搅拌完成之后把浆料进行拉网成型，烘干，成膜。该方法制得的无纺布基膜孔径分布均匀且孔隙率高，具有良好的热稳定性和尺寸稳定性等优越性能，其应用为锂离子电池隔膜具有机械强度好，孔隙率高，吸液保液能力强，有利于改善锂离子电池的充放电性能以及安全性能。

技术领域

本发明涉及一种无纺布基膜的制备方法及其应用，属于新能源材料技术领域。

背景技术

近年来，锂离子电池因为具有高比能量、长循环寿命、无记忆效应等优点得到广泛的应用，发展较为快速，但是锂离子电池的安全性一直以来是值得关注的问题，而其中的组成部分之一隔膜是关乎锂离子电池安全性的关键组成部分，随着对锂离子电池的充放电性能和电循环性能等要求越高、锂离子电池的安全性也具有重大作用。

隔膜是具有多孔结构的电绝缘性薄膜，主要作用是隔离正、负电极并使电池内的电子不能自由穿过，同时能够让电解质或者电解液中的离子在正负极间自由通过。隔膜的性能决定了电池的界面结构，内阻等，直接影响电池的容量，循环性能等特性，因此其需要具有较高的离子通过率、良好的机械性能和耐溶剂的性质。

目前，锂电池隔膜的材料主要为多孔的聚合物薄膜如聚丙烯膜，聚丙烯/聚乙烯膜以及无纺布如玻璃纤维无纺布、合成纤维无纺布、陶瓷纤维无纺布等两大类。聚合物薄膜加工方便、成本较低，然而其存在耐温性能不够高的缺陷，使得锂电池的安全性降低；为进一步提高锂离子电池比能量，需要降低聚合物薄膜的厚度，则造成二维孔结构的薄膜的吸液率降低，同时影响安全性。聚合物制得的隔膜还存在电解液浸润性较差、热稳定性较差等问题。

现有技术还有以单一纤维制成的无纺布，会存在结构力学性能不足等缺点，以及且传统的干法工艺，制成的无纺布手感较硬，柔软性能较差，从而限制了无纺布的应用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种无纺布基膜及其制备方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种无纺布基膜的制备方法，包括以下步骤：室温下，将PET纤维与ES纤维混合，再加入常温的纯水，利用搅拌装置进行均速搅拌，使之混合均匀之后加入芳纶纤维，继续搅拌直到所有纤维完全均匀混合后为止，搅拌完成之后把浆料进行拉网成型，烘干，成膜；

ES纤维作为粘结剂，在混合之前进行温度为125-135℃的热处理，可以使得PET纤维与芳纶纤维更好地相互结合，且ES纤维具有强度高、弹性好、耐磨和耐腐蚀性能，能过提高锂离子电池隔膜的机械性能和耐化学性能；

本发明中，所使用的PET纤维的直径为0.1-0.6μm，长度为3-4μm；芳纶纤维的直径为0.2-0.8μm，长度为3-4μm，PET纤维与芳纶纤维的尺寸范围的接近可以使得两者融合成稳定的结构，提高锂离子隔膜的尺寸稳定等性能；

PET纤维的质量分数为30-40%，ES纤维的质量分数为5-10%，纯水的质量分数为55-65%，芳纶纤维的质量分数为5-10%；

均速搅拌的搅拌速度为500-800 rpm/min；

拉网成型采用的是斜网式设备，把浆料通过管道输送到斜网设备上，通过网布进行拉网成型，生产效率较高，且形成的纤维网布的均匀性好，纵横向拉力较好；

烘干的温度范围为60-80℃，温度不能过高或过低，应保障无纺布的含水率。

本发明还公开了由以上制备方法得到无纺布基膜，所述基膜的平均孔径在35-45μm，厚度约为240μm，克重约为81g/m²；

本发明的无纺布基膜主要应用于锂离子电池隔膜。