[发明专利]基于矿物质改性的锂离子电池隔膜及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种基于矿物质改性的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.取天然硅藻土，在空气条件下加热并保温，以去除有机质；再用碱洗洗涤至中性，然后用酸浸，最后经去离子水和乙醇的反复洗涤，过滤除杂后干燥得到纯化硅藻土；

S2.在冰水浴中放置反应瓶，向反应瓶中加入浓硫酸，在搅拌浓硫酸的同时加入石墨粉和硝酸钠，得到固体混合物，再分次加入高锰酸钾，搅拌反应一段时间，然后升温后继续搅拌以充分氧化石墨烯，缓慢加入去离子水继续搅拌一段时间；加入双氧水还原残留的氧化剂，趁热过滤后得到滤液，向滤液中加入HCl溶液，除去高锰酸根离子和二氧化锰，再倒入去离子水洗涤直到滤液中检测不到硫酸根离子为止，最后将滤饼置于真空干燥箱中充分干燥得到氧化石墨烯；

S3.将氧化石墨烯加入至异丙醇与去离子水的混合溶剂中，执行超声波分散处理，得到氧化石墨烯水分散液，将PE膜在氧化石墨烯分散液中浸泡一段时间后晾干得到预处理后的PE膜；

S4.将纯化硅藻土和粘结剂混合均匀，加入至溶剂中均匀分散得到硅藻土浆料；

S5.使用自动涂覆机将硅藻土浆料均匀地涂覆在预处理后的PE膜上；

S6.将涂覆有硅藻土浆料的PE膜放入真空干燥箱中干燥，得到硅藻土/氧化石墨烯/PE复合隔膜。

2.如权利要求1所述的基于矿物质改性的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，加热的升温速率为5-10℃/min，加热至800-900℃；和/或，

保温时间为4-6h。

3.如权利要求1所述的基于矿物质改性的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所用碱为0.01-0.1mol/L NaOH溶液；和/或，

碱洗洗涤时间为2.5-5h。

4.如权利要求1所述的基于矿物质改性的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所用酸为4.0-7.0mol/L HNO₃或H₂SO₄溶液；和/或，

酸浸温度为80-95℃；和/或，

酸浸浸泡时间为4-6h。

5.如权利要求1所述的基于矿物质改性的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S2中，分次加入高锰酸钾，控制反应温度不超过20℃，升温至35℃后继续搅拌。

6.如权利要求1所述的基于矿物质改性的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S3中，异丙醇与去离子水体积比为10:1-20:1；和/或，

配置的氧化石墨烯水分散液的浓度为0.01-0.03wt％；和/或，

超声处理时间为30-60min；和/或，

PE膜在氧化石墨烯分散液中浸泡时长为15-30s。

7.如权利要求1所述的基于矿物质改性的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所用粘结剂为PVDF或羧甲基纤维素钠；和/或，

所用硅藻土和粘结剂质量比为9:1-12:1；和/或，

所用溶剂为NMP或去离子水。

8.如权利要求1所述的基于矿物质改性的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，步骤S5中，所用涂膜器刮刀与PE膜的间距为50-150μm。

9.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，采用如权利要求1-8中任一项所述的基于矿物质改性的锂离子电池隔膜的制备方法制得。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求9中所述的锂离子电池隔膜。