[发明专利]一种静电纺丝制备高强度高浸润锂离子电池隔膜的方法、锂离子电池

说明书

本发明提供了一种静电纺丝制备纳米纤维膜的方法，包括以下步骤，首先将硅烷偶联剂改性蒙脱土、分散剂、添加剂和溶剂混合后，得到含有硅烷偶联剂改性蒙脱土的分散液；然后将上述步骤得到的含有硅烷偶联剂改性蒙脱土分散液和PVDF再次混合后，静置脱泡，得到纺丝液；最后将上述步骤得到的纺丝液经过静电纺丝后，再热定型，得到纳米纤维膜。本发明提供的制备方法制备的纳米纤维膜，机械强度高，热稳定性好，作为锂离子电池隔膜，具有高强度高浸润性的特点，是一种理想的锂电池隔膜材料。同时，制备方法简单易操作，条件温和，可控性好，易操作，更加适合工业化推广和应用。

技术领域

本发明属于锂离子电池隔膜材料技术领域，涉及一种静电纺丝制备纳米纤维膜的方法、锂离子电池，尤其涉及一种静电纺丝制备高强度高浸润锂离子电池隔膜的方法、锂离子电池。

背景技术

锂离子电池通常包括正极、负极、隔膜、电解液和壳体，具有工作电压高、比能量高、循环寿命长、重量轻、自放电少、无记忆效应与性能价格比高等优点，已成为高功率电动车辆、人造卫星、航空航天等领域可充式电源的主要选择对象，近年来锂离子电池获得了广泛的关注。其中，电池隔膜式锂离子电池的重要组成部分。隔膜的性能优劣对电池性能有着至关重要的作用。

静电纺丝法是制备锂离子电池隔膜的新的发展趋势。由静电纺丝法制备的纳米纤维膜具有直径小、比表面积高、孔隙率高、孔径小且均匀等优点，因此，静电纺丝纳米纤维基锂离子电池隔膜具有较高的吸液率、保液率以及锂离子电导率，是一类理想的电池隔膜材料。

但是，目前静电纺丝法制备的隔膜，机械强度较差，力学性能较差，膜强度低，热稳定性不好，膜的浸润性也较差，难以达到电池隔膜在卷装和电池组装过程中的要求。

因此，如何找到一种更为适宜的方法，克服上述静电纺丝法的缺陷，提高静电纺丝纳米纤维基电池隔膜的机械性能，制备的纳米纤维膜能够更好的作为锂离子电池隔膜，拓宽其应用范围，已成为业内诸多一线研究人员广为关注的焦点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种静电纺丝制备纳米纤维膜的方法、锂离子电池，特别是一种静电纺丝制备高强度高浸润锂离子电池隔膜的方法。本发明提供的制备方法制备的膜材料具备纳米纤维膜的高孔隙率，机械强度高，热稳定性好，浸润性好以及较好的传输阳离子能力。同时，制备方法简单易操作，适合工业化推广和应用。

本发明提供了一种静电纺丝制备纳米纤维膜的方法，包括以下步骤：

1)将硅烷偶联剂改性蒙脱土、分散剂、添加剂和溶剂混合后，得到含有硅烷偶联剂改性蒙脱土的分散液；

2)将上述步骤得到的含有硅烷偶联剂改性蒙脱土分散液和PVDF再次混合后，静置脱泡，得到纺丝液；

3)将上述步骤得到的纺丝液经过静电纺丝后，再热定型，得到纳米纤维膜。

优选的，所述分散剂包括聚乙二醇、丙三醇和吐温80中的一种或多种；

所述添加剂包括聚乙烯醇和/或聚乙烯吡咯烷酮；

所述溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、氮甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中的一种或多种。

优选的，所述分散液中分散剂的质量含量为0.01wt％～10wt％；

所述分散液中添加剂的质量含量为0.01wt％～10wt％；

所述分散液中硅烷偶联剂改性蒙脱土的质量含量为2.0wt％～10wt％。

优选的，所述混合的方式包括搅拌混合和超声分散；

所述硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷和3-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种；