一种有机/无机纤维复合隔膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种有机/无机纤维复合隔膜的制备方法。本发明专利技术属于锂离子电池复合隔膜技术领域。一种有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，包括以下工艺步骤：(1)酸洗：酸洗具有天然纤维结构的海泡石矿物材料，去除可溶性杂质并解束；(2)球磨：酸洗后的海泡石矿物材料分散在水溶液中，经过研磨球球磨制成均匀的混合浆料；(3)分散：加入水溶性的有机乳液作为粘结剂，进行均匀分散；(4)制膜：浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过表面涂有聚四氟乙烯的精轧辊滚压、分切、收卷制得有机/无机纤维复合隔膜。本发明专利技术具有工艺稳定，操作方便，安全可靠，隔膜孔隙度较大，厚度较薄，既耐高温，又柔软，可以广泛应用于各种锂离子电池制造等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池复合隔膜
，特别是涉及。
技术介绍
目前，随着电动汽车等新能源产业的迅速发展，具有重量轻，比能量大的锂离子电池获得了极广泛的应用。特别是在电动车辆用动力电池、储能电池、工具电池等领域，锂离子电池成了唯一的候选动力源。但是，由于锂离子电池具有较差的安全性能，容易在过充、过放、短路、针刺等条件下起火爆炸，应用一直受到公众的质疑。现有的改善锂离子电池安全性的主要技术手段有:隔膜实现高温闭孔机制、添加电解液阻燃添加剂、正负极材料改性和包覆、有机隔膜用陶瓷涂层防止正负极短路。另外，采用陶瓷纤维隔膜隔离正负极，也是一种提高安全性的有效的方法。但是目前没有合适的材料，特别是只用全陶瓷材料制成的纤维，柔软度不够，不适合锂离子电池卷绕等工艺的使用，只能采用叠片工艺。而且，存在工艺复杂，安全性差等技术问题。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供。本专利技术的目的是提供一种具有工艺稳定，操作方便，安全可靠，隔膜孔隙度较大，厚度较薄，既耐高温，又柔软，可以广泛应用于各种锂离子电池制造等特点的有机/无机纤维复合隔膜的制备方法。本专利技术的技术原理:天然纤维结构的海泡石矿物材料在酸洗过程中，酸可以把天然海泡石纤维中的硅酸盐等矿物溶解去除掉，并促进海泡石纤维解束。解束后的海泡石纤维分散性显著增强。经过与有机乳液体系混合后，流延成薄膜。有机乳液作为粘结剂，使隔膜的微观结构呈现出纤维交错分布形貌。再经过进一步的精乳，使孔的形态、隔膜的厚度尺寸得到固定。本技术采用具有天然纤维结构的海泡石矿物，使流延后的薄膜具有纤维编织结构，有利于锂离子电池中锂离子的输运。本专利技术有机/无机纤维复合隔膜的制备方法所采取的技术方案是:—种有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，其特点是:有机/无机纤维复合隔膜的制备过程包括以下工艺步骤:⑴酸洗酸洗具有天然纤维结构的海泡石矿物材料，去除可溶性杂质并解束；⑵球磨酸洗后的海泡石矿物材料分散在水溶液中，经过研磨球球磨制成均匀的混合浆料；⑶分散加入水溶性的有机乳液作为粘结剂，进行均匀分散；。⑷制膜浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过表面涂有聚四氟乙烯的精乳辊滚压、分切、收卷制得有机/无机纤维复合隔膜。精乳辊表面必须涂有聚四氟乙烯(特氟龙)，主要是防止水性物料粘辊。本专利技术有机/无机纤维复合隔膜的制备方法还可以采用如下技术方案:所述的有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，其特点是:球磨时，研磨球球径小于0.5mm，球磨时间l-10h，球料比为1-10:1。所述的有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，其特点是:加入水溶性有机乳液后均勾分散时间为0.5-2h。所述的有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，其特点是:酸洗时，采用硫酸、盐酸、硝酸或者其混合物，浓度为0.l-5mol/L，海泡石矿物材料与酸洗溶液的质量比为1:10-1000。所述的有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，其特点是:酸洗后的海泡石矿物材料按矿物材料与水1:10-1000的重量比例分散在水溶液。所述的有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，其特点是:水溶性有机乳液为聚四氟乙烯乳液或聚乙烯乳液中的一种或两种。所述的有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，其特点是:水溶性有机乳液中的有机物与矿物材料的质量比为1:20-100。所述的有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，其特点是:制膜时，流延薄膜厚度为0.1-lmm，烘干温度为102-115°C，精乳辊滚压厚度为0.1-0.01mm。本专利技术具有的优点和积极效果是:有机/无机纤维复合隔膜的制备方法由于采用了本专利技术全新的技术方案，与现有技术相比，本专利技术采用具有纳米纤维机构的天然海泡石材料，经过有机/无机材料的复合，制成一种具有多孔编制结构的隔膜。有机/无机纤维复合隔膜具有以下明显优点:这种隔膜具有较大的孔隙度，可以制成较薄的厚度，由无机陶瓷纤维和有机粘合剂组成，既具有较高的耐高温性能，又具有良好的柔软度。隔膜内部含有大量无机陶瓷纤维，具有$父尚的抗尚温能力，可以把抗温能力由传统隔I旲的150°C左右提尚到600°C以上，大大改善了锂离子电池的高温性能；本专利技术制造的隔膜具有75%以上的孔隙率，可以增加电解液的吸液量，改善电池的循环和倍率性能；本专利技术制造的隔膜材料柔软，可以用于叠片电池、圆柱卷绕电池等领域。利用本专利技术技术制造的锂离子电池安全性大幅度提高，可以广泛应用于电动车辆用的动力电池系统。【具体实施方式】为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下:实施例1—种有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，包括以下工艺步骤:1.酸洗:将100g具有天然纤维结构的海泡石矿物材料，经过1000g硫酸(硫酸浓度为5mol/L)溶液浸泡3小时，去除可溶性杂质。然后过滤、清洗并烘干，得到解束后的海泡石纤维。2.球磨:将其分散在1000g的水中，经过0.3mm氧化锆球的球磨1小时，制成均匀的混合浆料。其中，氧化锆球球的质量为lOOOg。3.分散:在其中加入8.33g的聚四氟乙烯乳液(60%质量浓度，此时纯聚四氟乙烯质量为5g)作为粘结剂，继续均匀分散1小时。4.制膜:将浆料通过流延机，流延成厚度为1_的薄膜。干燥后的薄膜经过表面涂有聚四氟乙烯(特氟龙)的精乳辊滚压，压到0.1_厚度，经过分切、收卷制成本专利技术提出的有机/无机纤维复合隔膜。实施例2—种有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，包括以下工艺步骤:1.酸洗:将1000Kg具有天然纤维结构的海泡石矿物材料，经过100吨盐酸(盐酸浓度为0.lmol/L)溶液浸泡10小时，去除可溶性杂质。然后过滤、清洗并烘干，得到解束后的海泡石纤维。2.球磨:将其分散在100吨的水中，经过0.4mm氧化锆球的球磨10小时，制成均匀的混合浆料。其中，氧化锆球球的质量为10吨。3.分散:在其中加入33Kg的聚乙烯乳液(30%质量浓度，此时纯聚乙烯质量为10Kg)作为粘结剂，继续均匀分散1小时。4.制膜:将浆料通过流延机，流延成厚度为0.1mm的薄膜。干燥后的薄膜经过表面涂有聚四氟乙烯(特氟龙)的精乳辊滚压，压到0.01mm厚度，经过分切、收卷制成本专利技术提出的有机/无机纤维复合隔膜。实施例3—种有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，包括以下工艺步骤:1.酸洗:将10g具有天然纤维结构的海泡石矿物材料，经过500g硝酸(硝酸浓度为2mol/L)溶液浸泡2小时，去除可溶性杂质。然后过滤、清洗并烘干，得到解束后的海泡石纤维。2.球磨:将其分散在500g的水中，经过0.2mm氧化锆球的球磨1小时，制成均匀的混合浆料。其中，氧化锆球球的质量为50g。3.分散:在其中加入的0.333g聚四氟乙烯乳液(60%质量浓度，此时纯聚四氟乙烯质量为0.2g)作为粘结剂，继续均匀分散1小时。4.制膜:将浆料通过流延机，流延成厚度为0.5mm的薄膜。干燥后的薄膜经过表面涂有聚四氟乙烯(特氟龙)的精乳辊滚压，压到0.05mm厚度，经过分切、收卷制成本专利技术提出的有机/无机纤维复合隔膜。本实施例具有所述的工艺稳定，操作方便，安全可靠，隔膜孔隙度较大，厚度较薄，既耐高温，又柔软，可以广泛应用于各种锂离子电池制造等积极效果。【主权项】1.，其特征是:有机/无机纤维复合隔膜的制备过程本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机/无机纤维复合隔膜的制备方法，其特征是：有机/无机纤维复合隔膜的制备过程包括以下工艺步骤：(1)酸洗酸洗具有天然纤维结构的海泡石矿物材料，去除可溶性杂质并解束；(2)球磨酸洗后的海泡石矿物材料分散在水溶液中，经过研磨球球磨制成均匀的混合浆料；(3)分散加入水溶性的有机乳液作为粘结剂，进行均匀分散；(4)制膜浆料通过流延机，经过加热烘出水分，形成薄膜；薄膜经过表面涂有聚四氟乙烯的精轧辊滚压、分切、收卷制得有机/无机纤维复合隔膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李凤民，纪继坤，
申请(专利权)人：天津先众科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12