【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半固态锂离子电池隔膜制备，具体为一种高安全半固态锂离子电池隔膜及其制备方法。
技术介绍
1、锂电池的结构中，隔膜是锂电池关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用，隔膜主要作用是将电池的阴极阳极(正负极)材料隔开，防止两级接触发生短路，此外在电化学反应时，能保持必要的电解液，形成离子移动的通道，液态锂离子电池较低的能量密度和安全问题已经无法满足大规模储能系统日益增长的需求。作为一种低成本的替代品，固态锂金属电池由于其高能量密度和良好的安全性，显示出巨大的竞争优势和广泛的应用前景。然而，固态电解质复合隔膜往往具有较低的离子电导率，固态电解质复合隔膜与电极之间较差的界面相容性和较差的稳定性会导致电化学性能不断恶化。目前，通常采用无机陶瓷材料和有机聚合物制备的固态电解质复合隔膜，无法高效实现锂离子传导和锂枝晶的抑制。如何设计超薄的复合型半固态锂离子电池的电解质隔膜仍是一项挑战；
2、电芯电解质相中，质量或体积的一半是固态电解质另一半是液体电解质；或者电芯中一端电极是全固态，另一端电极中含有液体；
3、国家专利申请公布号：cn114944537a专利名为石墨烯-聚乙二醇基聚合物转化膜的制备方法，将聚乙二醇基聚合物、环糊精基团分子、封端聚合物的液态溶液混合，加入掺杂石墨烯添加剂，将所得的混合溶液流延成膜，然后在转化液中超声波处理、真空干燥，制得多孔性聚合物并在含有锂盐或钠盐的电解液中浸泡和超声
4、大部分微孔膜由聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)以及这两种膜的复合膜如pe/pp和pp/pe/pp等制成，而理想的电解质隔膜应该具有多孔结构，高的吸液率，较强的机械强度，薄的厚度，电化学性能稳定，且能防止锂枝晶的生长。此外，为了电池的安全，能在高温时阻断电池。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高安全半固态锂离子电池隔膜及其制备方法，电池隔膜使用湿法异步拉伸工艺制备法制作，而传统的湿法异步拉伸工艺是将电池隔膜分先后顺序朝着横纵两个方向单独取向拉伸，而这拉伸出来的薄膜上得微孔分布不够均匀其上还存在未拉伸开的较粗薄膜纤维，所以可以改变在电池隔膜拉伸时，同时进行横纵两个方向得去向拉伸，并且可以在电池隔膜进行萃取流程之前(将基膜经溶剂萃取后形成不含成孔剂的基膜)，在在薄膜进行多方位同时取向拉伸时在薄膜表面喷洒镀晶液，镀晶液可以粘附在薄膜表面，镀晶液在薄膜外表面凝固形成一层极其薄得镀面不仅增强了薄膜的机械强度(防止电池隔膜被半固态锂离子电池中得固态组成物划破)，还增强了薄膜得防氧化属性，可以解决现有技术中的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高安全半固态锂离子电池隔膜，其特征在于，该半固态锂离子电池隔膜由聚环氧乙烷为主要材料搭配磷酸钛铝锂、芳纶、n-二甲基胰腺胺与芳纶助溶剂按比例加热混合压制而成；
3、所述聚环氧乙烷的规格为mw：1000000；
4、所述芳纶的固含量为21.5％；
5、一种高安全半固态锂离子电池隔膜制备方法，包括如下步骤：
6、步骤一：首先投料将聚环氧乙烷为主要材料搭配磷酸钛铝锂、芳纶、n-二甲基胰腺胺与芳纶助溶剂按比例加热混合进行预处理输送至挤出系统，将固体电解质溶液倾倒入挤出系统内，随后蒸发溶剂，从而获得固体电解质膜，固体电解质膜经过挤出系统再次加热挤压成为熔体，通过调节溶液的体积和浓度来控制膜的厚度。
7、步骤二：挤出系统加热挤压完后的熔体倒入模具内，熔体经流延后形成含成孔剂的流延厚片；
8、步骤三：将用来给薄膜镀晶得溶液通过喷枪喷洒在流延厚片上；
9、步骤四：紧接着将流延厚片与周围多个方位摆放得拉伸装置进行连接，然后开始多方位同时取向拉伸，拉伸过程中流延厚片得延展速度一定要保持均匀；
10、步骤五：将基膜经溶剂萃取后形成不含成孔剂的基膜(使用去离子水、有机溶剂和表面活性剂配置清洗液，而去离子水、有机溶剂和表面活性剂配比是1：1：1.2)；
11、步骤六：所述步骤三中，将比例为1：0.5：1.2得聚硅氧烷、聚硅氮烷、无机硅，混入水中，而聚硅氧烷、聚硅氮烷、无机硅混合物与水的比例是1：8得比例与水进行搅拌然后将混合后的溶液通过喷枪喷洒在流延厚片上。
12、优选的，所述步骤四中，拉伸装置将表面已经喷洒了镀晶溶液得流延厚片进行多方位取向拉伸，而流延厚片表面已经凝固的镀晶层经过拉伸碎片成一个个碎片分布在隔膜上，不会阻挡薄膜上微孔正常交换电解液。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、1、本专利技术经过喷涂了聚硅氧烷、聚硅氮烷、无机硅溶液的锂离子电池隔膜机械强度为>1000kg cm-1，而为喷涂聚硅氧烷、聚硅氮烷、无机硅溶液的锂离子电池隔膜机械强度是远远达不到这理想的标准，因镀晶混合溶液喷洒在锂离子电池隔膜上后经过拉伸，镀晶混合溶液会附着在骨架上，相当于增加了骨架的厚度：本方案不仅不会影响锂离子电池隔膜上微孔进行正常的电解液交换，而且具备了良好的机械强度。
15、2、本专利技术采用了湿法工艺来进行锂离子电池隔膜的制备，常用于无机电解质膜及复合电解质膜的制备，将固体电解质溶液直接浇在正极表面，蒸发掉溶剂后，在正极表面形成固体电解质膜。与模具支撑相比，正极支撑可以获得更薄的固体电解质膜和更好的界面接触。wang等通过流延制备正极极片，除去溶剂后将电解质浆料流延到正极极片上，以形成正极支撑的固体电解质膜。活性材料和其它添加剂在正极内部堆积形成大量孔隙。
16、3、本专利技术中采用的骨架支撑工艺，常用于复合电解质膜的制备，将固体电解质溶液注入骨架中，蒸发掉溶剂后，形成具有骨架支撑的固体电解质膜，而本专利技术所制成的活性骨架。pi膜不易燃，且机械强度高，提供的垂直通道可增强聚合物电解质的离子电导率(在30℃时为2.3x104s/cm)。由pipeo/litesi固体电解质膜制成的全固态锂离子电池在60℃的温度下表现出良好的循环性能(在c/2倍率下循环200次)，并且可以经受弯曲、剪切和针刺等滥用测试。
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1.一种高安全半固态锂离子电池隔膜，其特征在于，该半固态锂离子电池隔膜由聚环氧乙烷为主要材料搭配磷酸钛铝锂、芳纶、N-二甲基胰腺胺与芳纶助溶剂按比例加热混合压制而成；
2.一种高安全半固态锂离子电池隔膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种高安全半固态锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：步骤三中，将比例为1：0.5：1.2的聚硅氧烷、聚硅氮烷、无机硅，混入水中，聚硅氧烷、聚硅氮烷、无机硅混合物与水的比例是1：8，将搅拌混合后的溶液通过喷枪喷洒在流延厚片上。
4.根据权利要求2所述的一种高安全半固态锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：步骤四中，拉伸装置将表面已经喷洒了镀晶溶液得流延厚片进行多方位取向拉伸，而流延厚片表面已经凝固的镀晶层经过拉伸成一个个碎片分布在隔膜上，不会阻挡薄膜上微孔正常交换电解液。
5.根据权利要求2所述的一种高安全半固态锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：步骤五中，去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。国际标准化组织ISO/TC 147规定的"去离子"定义为:"去离子水完全或
6.根据权利要求2所述的一种高安全半固态锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：步骤五中，有机溶剂是一大类在生活和生产中广泛应用的有机化合物，分子量不大，它存在于涂料、粘合剂、漆和清洁剂中。经常使用有机溶剂如，苯乙烯、全氯乙烯、三氯乙烯、乙烯乙二醇醚和三乙醇胺，有机溶剂能溶解一些不溶于水的(如油脂、蜡、树脂、橡胶、染料等)的有机化合物，其特点是在常温常压下呈液态，具有较大的挥发性，在溶解过程中，溶质与溶剂的性质均无改变。
7.根据权利要求2所述的一种高安全半固态锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：步骤五中，表面活性剂是指凡加入少量而能显著降低液体表面张力的物质，统称为表面活性剂。它们的表面活性是对某特定的液体而言的，在通常情况下则指水。表面活性剂一端是非极性的碳氢链(烃基)，与水的亲和力极小，常称疏水基；另一端则是极性基团(如—OH、—COOH、—NH2、—SO3H等)，与水有很大的亲和力，故称亲水基。
...【技术特征摘要】
1.一种高安全半固态锂离子电池隔膜，其特征在于，该半固态锂离子电池隔膜由聚环氧乙烷为主要材料搭配磷酸钛铝锂、芳纶、n-二甲基胰腺胺与芳纶助溶剂按比例加热混合压制而成；
2.一种高安全半固态锂离子电池隔膜制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种高安全半固态锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：步骤三中，将比例为1：0.5：1.2的聚硅氧烷、聚硅氮烷、无机硅，混入水中，聚硅氧烷、聚硅氮烷、无机硅混合物与水的比例是1：8，将搅拌混合后的溶液通过喷枪喷洒在流延厚片上。
4.根据权利要求2所述的一种高安全半固态锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：步骤四中，拉伸装置将表面已经喷洒了镀晶溶液得流延厚片进行多方位取向拉伸，而流延厚片表面已经凝固的镀晶层经过拉伸成一个个碎片分布在隔膜上，不会阻挡薄膜上微孔正常交换电解液。
5.根据权利要求2所述的一种高安全半固态锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于：步骤五中，去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。国际标准...
【专利技术属性】
技术研发人员：储著新，白耀宗，刘洪刚，刘杲珺，张影，
申请(专利权)人：中材锂膜有限公司，
类型：发明
国别省市：
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