一種納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜及制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰電池制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種納米殼聚糖粒子與微米殼聚糖粒子組成的復(fù)合物(簡稱:納米殼聚糖復(fù)合物)/天然無紡纖維(簡稱:纖維)組合鋰電池隔膜及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隔膜是鋰電池的重要組成構(gòu)件之一，它的微孔結(jié)構(gòu)、物理性能、化學(xué)特性、熱性能等與鋰電池性能密切相關(guān)。鋰電池具有工作電壓高，鋰電池隔膜材料與高電化學(xué)活性的正負(fù)極材料，應(yīng)具備優(yōu)良的相容性；而且作為電池隔膜材料，還應(yīng)具備優(yōu)良的穩(wěn)定性、耐溶劑性、離子導(dǎo)電性、電絕緣性、耐熱性及良好的物理機械性能(抗張、抗沖擊、柔韌曲繞等)。
[0003]當(dāng)今，作為鋰電池隔膜主導(dǎo)材料的PP / PE類材料為裂隙式微孔(間隙)，孔隙率低(一般為40-50% )，其吸液和保液空間有限。
[0004]PP / PE類為非極性材料，與極性電解質(zhì)間親和力差，進(jìn)一步影響其吸液和保液能力。而隔膜材料的微孔特證及與極性電解質(zhì)間親和性，與電池充/放電循環(huán)使用壽命密切相關(guān)。
[0005]由于PP / PE類隔膜材料吸液和保液能力低，其界面電阻較大，導(dǎo)致離子電導(dǎo)率不高，直接影響鋰電池性能。
[0006]由于PP / PE材料的熱態(tài)變形性，故PP / PE材料裂隙式微孔(間隙)熱穩(wěn)定差。
[0007]由于PP / PE類隔膜材料為物理拉伸致孔(間隙)或溶劑萃取致孔，此類孔隙存在:
①隔膜材料或多或少殘存應(yīng)力效應(yīng)。
②該類膜材料受熱后，有恢復(fù)材料原有形態(tài)的記憶特征，而產(chǎn)生較大收縮的失孔效應(yīng)/造成隔膜材料對正/負(fù)極的阻斷特征(功能)喪失/電極短路/產(chǎn)生高熱和燃燒、爆炸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新特征在于，利用下述中國發(fā)明專利(專利號:ZL02113792.6)權(quán)利要求4中，第二步合成的B料(微米殼聚糖溶膠)和中國發(fā)明專利(專利號:ZL200410081608.8)合成的終端產(chǎn)物(納米殼聚糖溶膠)，提供一種具三維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)象的納米殼聚糖復(fù)合物復(fù)合物溶膠粒子與水分散天然纖維，經(jīng)載負(fù)、結(jié)合構(gòu)成的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜材料。該納米殼聚糖復(fù)合物復(fù)合物/纖維組合材料是以天然無紡纖維作支撐體，經(jīng)展壓、干燥形成納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合簿膜。該膜具優(yōu)異三維網(wǎng)構(gòu)象、優(yōu)良的耐熱尺寸穩(wěn)定性、極佳電解液親和性、離子導(dǎo)電性、電絕緣性及良好的物理機械性能(抗張、抗沖擊、柔韌曲繞等)。
[0009]按本發(fā)明方案可獲任意規(guī)格、尺寸的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜。隔膜厚度5-60 μ m。
[0010]按本發(fā)明方案制備的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜，生產(chǎn)工藝簡便、設(shè)備投資少，產(chǎn)品成本低于現(xiàn)行的PP / PE類隔膜(PP / PE類隔膜產(chǎn)品成本:4元人民幣/平方米)。
[0011]本發(fā)明提出的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜膜，具優(yōu)異成膜性、極高的耐熱穩(wěn)定性(失重溫度+256°c )，無熱態(tài)變形性、膜的物理機械強度性能優(yōu)良《裂斷長(Km):4.3、環(huán)壓指數(shù)(kgf / 152mm / Nm / g):11.92》。
[0012]本發(fā)明提出的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜，耐酸、堿。
[0013]本發(fā)明提出的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜，在電池電解液中及-40?150°C條件下，具優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、電化學(xué)穩(wěn)定性和物理機械穩(wěn)定性。
[0014]本發(fā)明提出的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜，具優(yōu)良的絕緣性，將有效阻止電子的流動和防止鋰電池正、負(fù)極的短路?？蔀殡姌O板的組合和電池，提供更大容量、更高電動勢。
[0015]本發(fā)明提出的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜，具原生態(tài)三維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)象及其陽電荷特征，具極佳的鋰離子通透性(在外電場條件下，更有利正電鋰離子在納米殼聚糖膜三維網(wǎng)孔中順利通過)，可在鋰電池充/放電過程中，為電極板的組合和電池，提供更大容量、更高電動勢。
[0016]本發(fā)明提出的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜，孔隙率大于80% (PP /PE類隔膜為40-50% )，具更優(yōu)的吸液/保液功能，其界面電阻更小和離子電導(dǎo)率更高。
[0017]本發(fā)明提出的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜，具原生態(tài)三維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)象，無應(yīng)力效應(yīng)、無形態(tài)記憶效應(yīng)。
[0018]本發(fā)明提出的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜，具優(yōu)異的絕緣性、與電解液的良好親和性及親水性。納米殼聚糖糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜的上述特性，將有效提高鋰電池的綜合性能。
【附圖說明】
[0019]圖1、2是本發(fā)明作為納米殼聚糖粒子和微米殼聚糖粒子支撐體的空白天然無紡纖維攝象顯微照片(X3900倍)。
[0020]圖3、4是本發(fā)明的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜的攝象顯微照片(X 3900 倍)
[0021]以下通過具體實施實例的方式對本發(fā)明做進(jìn)一步表述，但不代表本發(fā)明只能以下述方式實施。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明提供一種納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合池隔膜材料，是利用下述中國發(fā)明專利(專利號:ZL02113792.6)權(quán)利要求4中，第二步合成的B料(微米殼聚糖溶膠)和中國發(fā)明專利(專利號:ZL200410081608.8)合成的終端產(chǎn)物(納米殼聚糖溶膠)，提供一種具三維網(wǎng)絡(luò)構(gòu)象的納米殼聚糖復(fù)合物與水分散天然纖維，經(jīng)載負(fù)、結(jié)合構(gòu)成的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合池隔膜材料。該納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合池隔膜材料，是以天然無紡纖維作支撐體，經(jīng)載負(fù)、結(jié)合、展壓、干燥(40?50°C )，形成納米殼聚糖纖維組合簿膜。
[0023]作為本發(fā)明優(yōu)選方案，納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜的厚度為5?60 μ m0
[0024]本發(fā)明提供的納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合鋰電池隔膜由以下方法制備而成:
[0025]1.將計算量天然原纖維和計算量去離子水，在強分散池中和室溫下強制分散30分鐘，再置于35?40°C容器中強制分散I小時，作為水分散纖維基料置于專用分散槽中。
[0026]2.將計算量的利用下述中國發(fā)明專利(專利號:ZL02113792.6)權(quán)利要求4中，第二步合成的B料(微米殼聚糖溶膠)和中國發(fā)明專利(專利號:ZL200410081608.8)合成的終端產(chǎn)物(納米殼聚糖溶膠)制備的混合料，直接/ 一次性到入水分散天然無紡纖維基料槽中，待天然無紡纖維分散均勻后，啟開水分散纖維基料槽下端閥門，快速排干天然無紡纖維基料槽中分散水，載負(fù)、結(jié)合微米殼聚糖粒子和納米殼聚糖粒子的天然纖維，均勻沉積在網(wǎng)布上。納米殼聚糖復(fù)合物/纖維組合料，經(jīng)展壓、干燥(40?50°C)，形成納米殼聚糖纖維組合簿膜，