[发明专利]一种辐照改性锂离子电池隔膜的方法

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种辐照改性锂离子电池隔膜的方法。所述辐照改性锂离子电池隔膜的方法，包括以下步骤：将聚烯烃薄膜浸泡在非离子型聚丙烯酰胺水溶液中，使聚丙烯酰胺水溶液充满微孔膜的孔道后取出，采用乙醇清洗，热风干燥，在膜表面滴加接枝溶液，紫外光辐照接枝，接枝完成后采用蒸馏水萃取6～10h，热风干燥，制得辐照改性锂离子电池隔膜。本发明制备的锂离子电池隔膜不仅增加了对电解液的浸润性，同时能够保证微孔膜具有较高的孔隙率和透过率，能够满足市场发展对锂离子电池隔膜的要求，适合推广应用。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种辐照改性锂离子电池隔膜的方法。

背景技术

锂离子电池由于其体积小、容量大、使用方便、可重复多次利用等优点广泛使用于笔记本电脑、手机、多媒体娱乐设备等便携式电子产品中。而隔膜材料作为电池的重要组成部分，隔绝正负电极防止电池短路，同时又允许导电离子的通过，被称为电池的“第三极”。聚烯烃薄膜(PE膜)由于具有良好的电化学性能和力学性能，常被用来作为锂离子电池隔膜，但聚烯烃是非极性材料，而电解液通常以碳酸二甲酯(DMC)和碳酸乙烯酯(EC)等极性物质为溶剂，导致隔膜与电解液的相容性不好，电解液对隔膜的润湿性以及隔膜对电解液的保液性较差，影响了电池的充放电性能和循环性能。因此，通过对聚烯烃薄膜进行改性从而提高对电解液溶液的亲和性能是非常必要的。

表面涂覆是一种简便有效的改性方法，该方法主要是通过涂覆或沉积一层薄的功能层到膜的表面而实现膜改性的方法，研究发现把丙烯腈与甲基丙烯酸甲醋的共聚物涂覆到商品隔膜的表面，有效提高了隔膜与电解液的亲和性，而随着涂覆层厚度的增加，电池的放电容量及循环性能都有所提高。虽然致密涂覆改性层能够在一定程度下起到改性作用，但是仍然存在一些问题，例如涂覆改性层吸收电解液后会形成凝胶层，凝胶层的离子电导率明显低于液体电解液，所以当涂覆量过大时，反而会造成改性隔膜达吸液平衡的时间延长，电导率下降，但是若涂覆层与隔膜间弱的相互作用，增加了铿离子在此界面迁移的阻力，也不利于电导率的提高，这些都会影响电池的充放电性能。

针对以上问题，目前采用辐照处理可以提高涂覆层与隔膜的相互作用。例如，中国专利文献CN104882581A公开了一种隔膜，该隔膜是将PE微孔膜基材浸泡在乙烯基的硅氧烷溶液体系中，通过γ射线辐照后产生接枝反应而制得，该方法制备的隔膜，具有吸液、保液能力强、热收缩率低、安全性高等特点，但是由于γ射线穿透能力强，加上将隔膜浸泡在单体溶液中，单体溶液会堵塞聚烯烃薄膜内部的孔道，接枝后极易改变膜的孔结构，使其空隙率和透气率下降，内阻增大，导致锂离子电池的循环性能和充放电效率降低。

因此，需要提供一种价格低廉，操作简便的对隔膜进行改性的方法，不仅可以提高电解液对隔膜的浸润性，同时能够保证隔膜具有较高的孔隙率和透过率，从而提高锂离子电池的使用性能。

发明内容

本发明旨在克服现有技术存在的不足，提供一种辐照改性锂离子电池隔膜的方法，该方法操作简便，得到的隔膜不仅增加了对电解液的浸润性，同时能够保证隔膜具有较高的孔隙率和透过率，提高了锂离子电池的使用性能，能够满足市场发展对锂离子电池隔膜的要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种辐照改性锂离子电池隔膜的方法，包括以下步骤：

S1、将聚烯烃薄膜剪成长条用丙酮超声洗涤15～25min以除去表面吸附的杂质，50℃下真空干燥10～14h，得到预处理的聚烯烃薄膜；

S2、将所述步骤S1中的预处理的聚烯烃薄膜浸泡在非离子型聚丙烯酰胺水溶液中，使聚丙烯酰胺水溶液充满微孔膜的孔道后取出，得到浸泡后的聚烯烃薄膜，将浸泡后的聚烯烃薄膜采用乙醇清洗，热风干燥，得到孔道被聚丙烯酰胺水溶液填充保护的微孔膜；

S3、配制接枝溶液，用N₂鼓吹8～12min，以除去溶液里面的溶解氧；