【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂电池电子隔膜，尤其涉及一种高性能阻燃流延电池隔膜及其制备方法。
技术介绍
1、目前，由于大多数锂电池的电解液主要使用易燃的碳酸酯类有机化合物为溶剂，其闪点都很低，这可能会导致锂电池的潜在安全问题，尤其是在动力电池和大规模储能应用中。而固态电池由于能在根本上提升两大核心性能能量密度和安全性，被认为是最具前景的新一代动力锂电。现有固态电池技术路线主要有聚合物电解质、硫化物电解质、氧化物电解质和卤化物电解质4种，目前国内常用聚合物电解质与氧化物电解质技术路线，聚合物电解质主要是通过聚合物溶解流延成膜，并将锂离子以锂盐的形式“溶于”聚合物基体中，但离子电导率低，刚性较差，难以保证离子顺畅传导和抑制金属枝晶。而氧化物电解质技术路线主要是通过将氧化物热压制成膜片或将正极、固态电解质、负极直接堆叠在一起组装压制，其工艺设备尚不成熟，且存在热压温度较高、界面阻抗大和机械加工容易脆裂的风险。此外，还有将聚合物电解质和氧化物电解质直接涂覆或与其它材料混合涂覆于隔膜上，以期提高离子电导率和阻燃性能，但是涂层在电解液中易脱落，目前效果并不理想。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高性能阻燃流延电池隔膜及其制备方法，以克服现有的单一氧化物电解质或聚合物电解质使用效果不佳的问题，本专利技术通过将两种电解质的优点相融合，一方面在高溶胀聚合物电解质中引入高强度聚合物材料，利用先均匀溶解后熔融的制备方法提高聚合物电解质、高强度聚合物材料和氧化物电解质填料的相容性，改善隔膜力学性能和阻燃性能
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
4、s1.高强度聚合物材料、高溶胀聚合物电解质材料混合物的制备：首先将助溶剂溶解于有机溶剂中，之后将高强度聚合物材料、高溶胀聚合物电解质材料加入其中后，置于加热台上搅拌使其完全溶解，随后将上述溶液在搅拌状态下于不良溶剂中相分离析出絮状物，将絮状物进行真空过滤干燥得到高强度聚合物材料、高溶胀聚合物电解质材料混合物，其中，高强度聚合物、高溶胀聚合物电解质、助溶剂和有机溶剂的质量比为（0.1-10）：（1-25）：（0.1-3）：（75-100），高强度聚合物材料为间位芳纶纤维类、间位芳纶浆粕类、聚酰亚胺纤维类、聚丙烯腈纤维类中的至少一种，高溶胀聚合物电解质材料为pvdf、pvdf-hfp、peo中的至少一种，有机溶剂为dmf、dmac、nmp中的至少一种，助溶剂为小分子有机助溶剂或无机盐；
5、s2.氧化物电解质材料的处理：在通风厨中先配制混合酸溶液，然后加入电解质材料，浸泡之后清洗干燥，得到备用氧化物电解质；
6、s3.取s1得到的高强度聚合物材料、高溶胀聚合物电解质材料混合物与s2得到的备用氧化物电解质材料分别加入双螺杆挤出机中加热熔融，之后用双螺杆挤出机挤出，再经过流延冷却定型，即得到高性能阻燃流延电池隔膜。
7、进一步的，所述步骤s1中加热温度为50～80℃，小分子有机助溶剂为pvp或peg，无机盐助溶剂为氯化锂，不良溶剂为水、乙醇或其混合物。
8、进一步的，所述步骤s2中氧化物固态电解质为latp、lagp、llto、llzo、llzto中的一种，其粒径d50为100~5000nm。
9、进一步的，所述步骤步骤s2中混合酸溶液包括1mol/l硫酸和盐酸或磷酸按质量比（6-8）：（1-4）的比例混合所得的混酸，混合酸溶液和氧化物固态电解质的质量比为（6-9）：（1-3），浸泡时间为 5s-20min。
10、进一步的，所述步骤s3中备用氧化物电解质、高强度聚合物材料与高溶胀聚合物电解质材料混合物的质量比为（0.5-6）：（4-9.5），熔融挤出温度为250-350℃；冷却定型温度5～25℃，高性能阻燃流延电池隔膜厚度为5-40微米。
11、一种利用高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法制备的电池隔膜。
12、本专利技术具有的优点是：
13、1.本专利技术首先在助溶剂条件下将高强度聚合物材料、高溶胀聚合物电解质材料混合溶解，然后通过相分离析出絮状物，再进行抽滤干燥，经过先溶解制备混合物可以提高后续混合物熔融的均匀性，增强两种聚合物之间的相容性，还有利于后续氧化物电解质的均匀分散；此外，高强度聚合物的加入在保持高溶胀聚合物电解质所具有的高保液性能外，还提高了材料的机械强度和阻燃性能；
14、2.本专利技术通过对氧化物电解质进行混合酸处理干燥后，可以使氧化物电解质中的li+等更容易被聚合物吸收，从而在氧化物电解质表面提供更多用作移动载体的空穴，有利于锂离子运动，降低其水分含量并激发氧化物电解质活性，使其更容易在熔融聚合物中分散均匀，更容易直接流延成膜；
15、3.本专利技术制备的高性能阻燃流延电池隔膜，此隔膜通过将高强度聚合物材料、高溶胀聚合物电解质熔融混合，并将氧化物电解质加入熔融混合物中直接双螺杆挤出、流延成型，其高溶胀聚合物可以在电解液溶胀快速实现复合膜内部li+传输性能的提升，高溶胀聚合物、氧化物电解质与高强度聚合物材料的共同作用使电池中电解液迅速凝胶化，且不会发生电解液溶解，可降低电解液的使用量，提高电池阻燃性及安全性，由于高强度聚合物材料的存在提高其机械性能，不会存在普通流延膜机械强度低及热压固态电解质膜脆裂的风险；
16、4.本专利技术的一种高性能阻燃流延电池隔膜直接通过双螺杆挤出机挤出、然后流延冷却定型成膜，制备方法简单，无拉伸萃取等复杂工序，成本低，易产业化，所制备隔膜不仅可用作锂电池隔膜、半固态电池隔膜、固态电池隔膜，也可用于各种分离膜、水处理膜等。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中加热温度为50～80℃，小分子有机助溶剂为PVP或PEG，无机盐助溶剂为氯化锂，不良溶剂为水、乙醇或其混合物。
3.如权利要求2所述的高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中氧化物固态电解质为LATP、LAGP、LLTO、LLZO、LLZTO中的一种，其粒径D50为100~5000nm。
4.如权利要求3所述的高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中混合酸溶液包括1mol/L硫酸和盐酸或浓磷酸按质量比（6-8）：（1-4）的比例混合所得的混酸，混合酸溶液和氧化物固态电解质的质量比为（6-9）：（1-3），浸泡时间为 5s-20min。
5.如权利要求4所述的高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中备用氧化物电解质、高强度聚合物材料与高溶胀聚合物电解质材料混合物的质量比为（0.5-6）：（4-9.5），熔融挤出温度为250-3
6.如权利要求1-5任一所述的高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法制备的电池隔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中加热温度为50～80℃，小分子有机助溶剂为pvp或peg，无机盐助溶剂为氯化锂，不良溶剂为水、乙醇或其混合物。
3.如权利要求2所述的高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中氧化物固态电解质为latp、lagp、llto、llzo、llzto中的一种，其粒径d50为100~5000nm。
4.如权利要求3所述的高性能阻燃流延电池隔膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝福瑞，张小雷，李风丽，孔祥海，杨丽灿，王超君，王中伟，范伟，赵克丽，
申请(专利权)人：新乡市中科膜材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。