一种纤维素隔膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种纤维素隔膜的制备方法，其具体步骤为：(1)将纤维素和稀释剂按重量比40:60～90:10混合制得混合溶液；(2)将步骤(1)制得的混合物溶液投入到混料机中，在常温下、1000rpm的转速下搅拌15～20min,形成悬浮溶液；(3)将步骤(2)制得的悬浮溶液投入到挤出机中，进行挤出，流延，抽滤；(4)将步骤(3)中的抽滤后的膜，送入到烘箱，在90～100℃，0.1～1Mpa的条件下进行干燥，最后收卷，得到所要制备的隔膜。本申请制备的纤维素隔膜，浸液性好，电解液在隔膜表面的充分浸润，降低了锂离子电池的内阻，使电池拥有良好的循环性能和较高的充放电性能；本申请的纤维素隔膜，具有较高的破膜温度，有利于提高电池的安全性能。

A preparation method of cellulose diaphragm

【技术实现步骤摘要】
一种纤维素隔膜的制备方法
本专利技术涉及隔膜生产
，具体的说，是一种纤维素隔膜的制备方法。
技术介绍
纤维素(cellulose)是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50％以上。棉花的纤维素含量接近100％，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40～50％，还有10～30％的半纤维素和20～30％的木质素。纤维素是纸浆和纸张中的主要化学成分之一，以纤维素为原料生产的特种纸张具有许多优良特性，如介电常数高、抗刺穿性强、化学稳定性好、热稳定好、可降解等。近几年，许多膜研究者都在致力于研究以纤维素为原料的高性能隔膜。目前，锂离子电池所用的隔膜材料主要为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为代表的聚烯烃类。干法主要为PP为主，湿法主要为PE为主。聚烯烃隔膜具有很多优点，如机械性能好、电化学性能好，但由于其热收缩性高的特点，会影响到锂离子电池使用过程中安全性，特别对于动力电池尤为重要。此外，聚烯烃隔膜的疏水特性导致电解液不能充分润湿，影响隔膜间的离子传输进而影响电池的倍率稳定性。现有的涂覆后的隔膜虽然在一定程度上改善了其热收缩以及浸液性，但也大大提高了锂电池隔膜的生产成本。因此以纤维素为原料来制备锂电池隔膜，对锂电行业有着重要的意义。从原材料上来看，纤维素来源丰富，稳定，绿色环保，成本较聚烯烃材料要小很多。从所的产品性能上讲，纤维素隔膜具有浸液性好，热收缩低以及耐高温的性能。这些都可以弥补现有聚烯烃隔膜所存在的缺陷。此外，纤维素隔膜因其良好的亲水性能以及均匀可控的孔径，也可以应用在水处理领域中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种纤维素隔膜的制备方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种纤维素隔膜的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：(1)将纤维素和稀释剂按重量比40∶60～90∶10混合制得混合溶液；(2)将步骤(1)制得的混合物溶液投入到混料机中，在常温下、1000rpm的转速下搅拌15～20min，形成悬浮溶液；(3)将步骤(2)制得的悬浮溶液投入到挤出机中，进行挤出，流延，抽滤。(4)将步骤(3)中的抽滤后的膜，送入到烘箱，在90～100℃，0.1～1Mpa的条件下进行干燥，最后收卷，得到所要制备的隔膜。具体的，所述的稀释剂为水、酒精、乙醚、丙酮、苯等的一种或几种混合物。具体的，所述的步骤(1)中所述的纤维素为木质素、微纤化纤维素或纤维素类纳米纤维的一种或几种的混合物；纤维素的纤维直径为5～100微米。具体的，步骤(2)中所述搅拌的条件为常温下，10000rpm以上，搅拌时间为15～20min。具体的，步骤(3)中所述干燥的条件为90～100℃，0.5～1Mpa。具体的，所述的隔膜的孔径大小可在10～100nm之间调节。具体的，所述的隔膜的孔隙率可在20％～70％之间调节。具体的，所述的隔膜的厚度可在10～100微米之间调节。具体的，所述的隔膜的破膜温度为180℃以上。纤维素隔膜因其良好的亲水性能以及均匀可控的孔径，也可以应用在水处理领域中。与现有技术相比，本专利技术的积极效果是：(1)采用本专利技术制备的纤维素隔膜，浸液性好，电解液在隔膜表面的充分浸润，降低了锂离子电池的内阻，使电池拥有良好的循环性能和较高的充放电性能；(2)采用本专利技术制备的纤维素隔膜，具有较高的破膜温度，有利于提高电池的安全性能；(3)采用本专利技术制备的纤维素隔膜，热收缩性能好，能在较高的温度下，保持隔膜的完整性，防止电池的短路，提高了电池的安全性能。附图说明图1：生产工艺流程图；图2：简易设备流程图。附图中的标记为：1挤出机，2可剥离流延载体，3抽滤设备，4干燥设备，5收卷设备，6第一刮刀，7第二刮刀。具体实施方式以下提供本专利技术一种纤维素隔膜的制备方法的具体实施方式。实施例1本实施例提供的隔膜为以木质素作为原料，水为稀释剂制备的隔膜，隔膜厚度为12微米，孔隙率为52％，破膜温度185℃，热收缩MD1％，TD0.5％.本实施例提供的隔膜是按以下步骤制得的：将2kg木质素纤维放入3kg水中，在10000rpm的转速下，搅拌15min至纤维素悬浮分散在水中。将悬浮液倒入到挤出机1中，通过模头挤出，流延至可剥离流延载体2上，再通过抽滤设备3进行抽滤，抽出水分，形成薄膜，同时对其进行厚度控制，再进入干燥设备4中，在93℃，0.5Mpa的条件下干燥，而后通过收卷设备5进行收卷操作，再分别经过第一刮刀6以及第二刮刀7进行切割，最后得到我们所要的12微米的隔膜。实施例2本实施例提供的隔膜为以微纤化纤维素作为原料，乙醇为稀释剂制备的隔膜，隔膜厚度为16微米，孔隙率为55％，破膜温度200℃，热收缩MD1％，TD0.5％。本实施例提供的隔膜是按以下步骤制得的：将3.5kg木质素纤维放入1.5kg水中，在12000rpm的转速下，搅拌20min至纤维素悬浮分散在水中。将悬浮液倒入到挤出机中，通过模头挤出，流延至可剥离载体上，再进行抽滤，抽出水分，形成薄膜，同时对其进行厚度控制，再进入干燥器中，在90℃，1Mpa的条件下干燥，最后得到我们所要的16微米的隔膜。对比例1薄膜生产工艺为现有的湿法聚乙烯锂电池隔膜的生产工艺，隔膜厚度为12微米。对比例2薄膜生产工艺为现有的湿法聚乙烯锂电池隔膜的生产工艺，隔膜厚度为16微米。表1：性能数据表以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纤维素隔膜的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：(1)将纤维素和稀释剂按重量比40∶60～90∶10混合制得混合溶液；(2)将步骤(1)制得的混合物溶液投入到混料机中，在常温下、1000rpm的转速下搅拌15～20min，形成悬浮溶液；(3)将步骤(2)制得的悬浮溶液投入到挤出机中，进行挤出，流延，抽滤；(4)将步骤(3)中的抽滤后的膜，送入到烘箱，在90～100℃，0.1～1Mpa的条件下进行干燥，最后收卷，得到所要制备的隔膜。

【技术特征摘要】
1.一种纤维素隔膜的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：(1)将纤维素和稀释剂按重量比40∶60～90∶10混合制得混合溶液；(2)将步骤(1)制得的混合物溶液投入到混料机中，在常温下、1000rpm的转速下搅拌15～20min，形成悬浮溶液；(3)将步骤(2)制得的悬浮溶液投入到挤出机中，进行挤出，流延，抽滤；(4)将步骤(3)中的抽滤后的膜，送入到烘箱，在90～100℃，0.1～1Mpa的条件下进行干燥，最后收卷，得到所要制备的隔膜。2.如权利要求1所说的一种纤维素隔膜的制备方法，其特征在于，所述的稀释剂为水、酒精、乙醚、丙酮、苯中的一种或几种混合物。3.如权利要求1所说的一种纤维素隔膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中所述的纤维素为木质素、微纤化纤维素或纤维素纳米纤维的一种或几种的混合物；纤维素的纤维直径为5～100微米。4.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：程跃，熊磊，傅尧，
申请(专利权)人：江西省通瑞新能源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36