[发明专利]一种锂电池安全性隔膜材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池安全性隔膜材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，称取伊毛缟石改性物与白油混合，得到混合改性液；步骤2，称取高密度聚乙烯颗粒置于搅拌混合机中，加入混合改性液，得到高密度聚乙烯混合料；步骤3，将高密度聚乙烯混合料置于双螺杆挤出机中经过挤出后，流延至冷却辊筒的辊面上，铸片成型后，得到隔膜材料坯料；步骤4，将隔膜材料坯料进行拉伸处理，然后依次进行干燥、定型和收卷，得到锂电池安全性隔膜材料。本发明通过对现有工艺方法的改进，有效地解决了聚烯烃隔膜的熔点低、尺寸稳定性较差的问题，该方法制备过程简便，所制备得到的隔膜材料安全性高，同时还增加了隔膜材料的浸润性和透气性。

技术领域

本发明涉及电池隔膜领域，具体涉及一种锂电池安全性隔膜材料的制备方法。

背景技术

锂电池主要是由正极、负极、隔膜和电解液组成，其中隔膜为锂离子提供通道，隔膜的性能直接决定着电池的界面结构和电阻，因此锂电池隔膜是锂电池中最重要的材料之一，制备安全、环保、低成本的微孔膜是生产过程中的难点。锂电池隔膜需要在安全性、功能性、成本等方面进行平衡，这是未来锂电池隔膜的发展方向和研究重点。目前应用最广泛的电池隔膜是聚烯烃微孔膜，但由于聚烯烃隔膜的熔点低、尺寸稳定性较差，在电池温度高于150℃时会产生严重的热收缩，导致电池的正负极接触而短路，造成安全隐患。

而为提高隔膜的安全性，近年来出现了许多将无机填料涂敷在聚烯烃隔膜表面制备的涂层隔膜，虽然无机填料优异的耐高温性能和热稳定性，但是无机填料涂层与基膜间作用力往往较差；另外，无机填料的涂层修饰往往会导致基膜的孔隙率降低，影响了电池的充放电性能。

发明内容

针对现有技术中存在的无机填料涂层与基膜间作用力往往较差以及无机填料的涂层修饰往往会导致基膜的孔隙率降低的问题，本发明提供一种锂电池安全性隔膜材料的制备方法。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种锂电池安全性隔膜材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，称取伊毛缟石改性物与白油混合，充分分散后，得到混合改性液；

步骤2，称取高密度聚乙烯颗粒置于搅拌混合机中，升温处理至完全熔融后，缓慢加入混合改性液，搅拌分散均匀后，得到高密度聚乙烯混合料；

步骤3，将高密度聚乙烯混合料置于双螺杆挤出机中经过挤出后，流延至冷却辊筒的辊面上，铸片成型后，得到隔膜材料坯料；

步骤4，将隔膜材料坯料进行第一次拉伸处理，然后使用二氯甲烷萃取，再进行第二次拉伸处理，然后依次进行干燥、定型和收卷，得到锂电池安全性隔膜材料；

其中，伊毛缟石改性物是以伊毛缟石纳米粉作为基料进行交联改性后得到。

优选地，所述高密度聚乙烯的分子量为20～50万。

优选地，所述伊毛缟石改性物的制备方法为：

S1.称取2,5-吡啶二甲醛与去离子水混合，搅拌溶解后，加入活化后的伊毛缟石纳米粉，超声处理均匀后，倒入聚四氟乙烯作为衬料的反应釜内，升温至120～150℃，保温处理8～12h后，待冷却至室温后离心收集下层沉淀，使用纯水洗涤3～5次后，真空干燥处理，得到2,5-吡啶二甲醛/伊毛缟石；其中，2,5-吡啶二甲醛、活化后的伊毛缟石纳米粉与去离子水的质量比为1:3～6:10～15；

S2.称取聚丙烯酰胺与乙二醇混合，搅拌溶解后，加入2-吡啶甲醛/伊毛缟石，分散均匀后，边搅拌边依次加入三乙基硅烷与三氟乙酸，加入完毕后升温至100～120℃，搅拌反应15～18h，冷却至室温后离心收集下层沉淀，使用纯水洗涤3～5次后，真空干燥处理，得到伊毛缟石改性物；其中，聚丙烯酰胺、2-吡啶甲醛/伊毛缟石与乙二醇的质量比为1:3.2～5.6:8～10；三乙基硅烷、三氟乙酸与聚丙烯酰胺的质量比为2:4～6:10～15。