【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于電池隔膜。
技術(shù)介紹
1、隨著新能源汽車市場(chǎng)的發(fā)展，電池的技術(shù)開(kāi)發(fā)工作也越來(lái)越重要，因?yàn)殡姵氐男阅軤顩r會(huì)直接影響新能源汽車的發(fā)展。隔膜是鋰離子電池中的重要組成部分，隔膜的熱穩(wěn)定性、阻燃性和離子電導(dǎo)率等指標(biāo)會(huì)直接影響到電池的應(yīng)用效果及使用壽命情況，因?yàn)殚_(kāi)發(fā)性能優(yōu)異的隔膜對(duì)電池的發(fā)展具有重要的意義。
2、作為新型耐熱隔膜材料，芳綸隔膜因其具有優(yōu)異的耐熱性、絕緣性、阻燃性和熱穩(wěn)定性，能夠顯著提升動(dòng)力電池的安全性能、倍率性能、循環(huán)壽命以及制成效率。中國(guó)專利申請(qǐng)cn114479654a公開(kāi)了一種有機(jī)插層水滑石-芳綸涂覆液的制備方法及其在鋰電池隔膜涂覆中的應(yīng)用，在芳綸聚合反應(yīng)中加入有機(jī)插層水滑石，得到有機(jī)插層水滑石-芳綸涂覆液，將有機(jī)插層水滑石-芳綸涂覆液涂覆到基膜上，再經(jīng)水洗、烘干得到電池隔膜。但由于芳綸隔膜獨(dú)特的涂覆工藝，造成芳綸隔膜在高溫下的收縮性能優(yōu)勢(shì)不明顯，而且容易導(dǎo)致電池隔膜較厚，不能滿足日益增長(zhǎng)的電池需求。因此急需新材料、新工藝進(jìn)行產(chǎn)品的迭代更新。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，所述制備方法制得的隔膜復(fù)合材料，在不改變芳綸隔膜原有厚度的同時(shí)，提高耐熱性及離子電導(dǎo)率性能，而且制備工藝簡(jiǎn)單。
2、本專利技術(shù)解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，所述制備方法為：將制備水滑石的金屬化合物和芳綸隔膜加
3、進(jìn)一步的，所述水滑石為雙金屬層狀氫氧化物或單金屬層狀氫氧化物；所述水滑石的尺寸為100~1000?nm。
4、進(jìn)一步的，所述水滑石為含鎳的氧化鈷、含鎳的氧化鋁、含鎳的氧化鎂、含鎳的氧化鐵、含鐵的氧化鎳、含鐵的氧化鈷、含鐵的氧化鈣、含鐵的氧化鎂、含鐵的氧化鋁、含鐵的氧化鈉、含鈷的氧化鎳、含鈷的氧化鐵、含鈷的氧化鋁、含鈷的氧化鎂、含鈷的氧化鋯、含鈷的氧化鈉中的至少一種。
5、進(jìn)一步的，制備所述水滑石的金屬化合物選自第一金屬化合物和第二金屬化合物中的至少一種；
6、所述第一金屬化合物選自含鈷的氧化物、含鈷的硫化物、含鈷的氯化物、含鈷的硫酸鹽、含鈷的硝酸鹽、含鈷的碳酸鹽、鎂的氧化物、含鎂的硫化物、含鎂的氯化物、含鎂的硫酸鹽、含鎂的硝酸鹽、含鎂的碳酸鹽中的至少一種；
7、所述第二金屬化合物選自含鎳的氧化物、含鎳的硫化物、含鎳的氯化物、含鎳的硫酸鹽、含鎳的硝酸鹽、含鎳的碳酸鹽、含鋁的氧化物、含鋁的氯化物、含鋁的硫化物、含鋁的氫氧化物、含鋁的硫酸鹽、含鋁的硝酸鹽、含鋁的碳酸鹽中的至少一種。
8、進(jìn)一步的，制備所述水滑石的金屬化合物為第一金屬化合物和第二金屬化合物，所述第一金屬化合物和第二金屬化合物的質(zhì)量比為1：（2-6）。
9、優(yōu)選的，所述金屬化合物為氯化鎳和氯化鈷。
10、進(jìn)一步的，每30*30cm的芳綸隔膜，所述金屬化合物的加入量為2-12g；所述金屬化合物與水的質(zhì)量比為1：（75-200）。
11、進(jìn)一步的，制備方法中，所述水中加入堿，所述堿為氫氧化鈉或氧化鈣中的至少一種；所述金屬化合物與堿的質(zhì)量比為1：（0.5-6）。
12、進(jìn)一步的，所述浸泡溫度為20-80℃，所述浸泡時(shí)間為20s-1h。
13、一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料，所述水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料為按照本專利技術(shù)所述制備方法制得。
14、一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的應(yīng)用，所述水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料作為鋰離子電池隔膜材料應(yīng)用。
15、本專利技術(shù)的有益效果是：
16、（1）本專利技術(shù)所述水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料具有較高離子導(dǎo)電性（≥0.5?ms/cm2），較好的耐溫性（200℃下1小時(shí)熱收縮最大：md≤10.0%，td≤9.7%，最小熱收縮：md≤4.0%，td≤3.2%），以及電化學(xué)穩(wěn)定窗口寬等優(yōu)點(diǎn)。本專利技術(shù)所述制備方法的水滑石呈納米級(jí)錨定在芳綸隔膜的每根纖維上，在不明顯增加原有芳綸隔膜厚度的情況下，有效增大隔膜的比表面、提升熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性，在保證電池電性能的前提下，進(jìn)一步提升鋰電池的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性能（高溫?zé)嵯洹⑨槾獭D壓和重物沖擊）。
17、（2）本專利技術(shù)的水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的離子電導(dǎo)率高，可以提升鋰電池的快充和倍率性能。
18、（3）本專利技術(shù)的制備方法是采用原位生長(zhǎng)技術(shù)一步法制備水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料。雙金屬的含量比例和浸泡時(shí)間、浸泡溫度的合理控制，實(shí)現(xiàn)以芳綸隔膜作為水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的載體和錨定點(diǎn)，最終得到水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料，再通過(guò)水洗去掉多余的離子，得到純凈產(chǎn)品，制備工藝簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)。
19、（4）本專利技術(shù)的水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備過(guò)程中，充分利用了芳綸隔膜作為水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的載體和錨定點(diǎn)的作用，一方面，在原位生長(zhǎng)過(guò)程中隔膜作為纖維主體提供了離子錨定的位置，在溶液中生長(zhǎng)水滑石的過(guò)程中保持了結(jié)構(gòu)的均勻分布和一致性，另一方面，芳綸隔膜不溶于水，后期清洗過(guò)程不需添加額外的清洗劑，只需用綠色環(huán)保的水清洗即可得到純凈產(chǎn)品。
20、（5）本專利技術(shù)制備水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的方法操作簡(jiǎn)單可靠，重復(fù)性好，環(huán)境友好，成本低廉，具有廣闊的電池工業(yè)化應(yīng)用前景。本專利技術(shù)的水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料特別適應(yīng)于鋰離子電池隔膜材料的使用，制備的鋰離子電池具有較好的循環(huán)壽命、較高的安全性能和倍率性能。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：將制備水滑石的金屬化合物和芳綸隔膜加入到水中，控制浸泡溫度和浸泡時(shí)間，水滑石在芳綸隔膜上原位生長(zhǎng)后，經(jīng)清水沖洗、干燥得到所述水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述水滑石為雙金屬層狀氫氧化物或單金屬層狀氫氧化物；所述水滑石的尺寸為100~1000?nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述水滑石為含鎳的氧化鈷、含鎳的氧化鋁、含鎳的氧化鎂、含鎳的氧化鐵、含鐵的氧化鎳、含鐵的氧化鈷、含鐵的氧化鈣、含鐵的氧化鎂、含鐵的氧化鋁、含鐵的氧化鈉、含鈷的氧化鎳、含鈷的氧化鐵、含鈷的氧化鋁、含鈷的氧化鎂、含鈷的氧化鋯、含鈷的氧化鈉中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，制備所述水滑石的金屬化合物選自第一金屬化合物和第二金屬化合物中的至少一種；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，制備所述水滑石的
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，每30*30cm的芳綸隔膜，所述金屬化合物的加入量為2-6g；所述金屬化合物與水的質(zhì)量比為1：（75-200）。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，制備方法中，所述水中加入堿，所述堿為氫氧化鈉或氧化鈣中的至少一種；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述浸泡溫度為20-80℃，所述浸泡時(shí)間為20s-1h。
9.一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料，其特征在于，所述水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料為按照權(quán)利要求1-8任意一項(xiàng)所述制備方法制得。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的應(yīng)用，其特征在于，所述水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料作為鋰離子電池隔膜材料應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法為：將制備水滑石的金屬化合物和芳綸隔膜加入到水中，控制浸泡溫度和浸泡時(shí)間，水滑石在芳綸隔膜上原位生長(zhǎng)后，經(jīng)清水沖洗、干燥得到所述水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述水滑石為雙金屬層狀氫氧化物或單金屬層狀氫氧化物；所述水滑石的尺寸為100~1000?nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述水滑石為含鎳的氧化鈷、含鎳的氧化鋁、含鎳的氧化鎂、含鎳的氧化鐵、含鐵的氧化鎳、含鐵的氧化鈷、含鐵的氧化鈣、含鐵的氧化鎂、含鐵的氧化鋁、含鐵的氧化鈉、含鈷的氧化鎳、含鈷的氧化鐵、含鈷的氧化鋁、含鈷的氧化鎂、含鈷的氧化鋯、含鈷的氧化鈉中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種水滑石芳綸隔膜復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，制備所述水滑石的金屬化合物選自第一金屬化合物和第二金屬化合物中的至少一種；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡漢斌，李丹，林芳兵，關(guān)振虹，江明，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：煙臺(tái)泰和新材高分子新材料研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。