结合第二方面,在本技术第二方面的第一种可能的实施方式中,无机阻燃隔膜的厚度为100-200μm,孔径为1~10μm;二氧化硅纤维的直径为0.5-2μm。
42.在上述实现过程中,通过第一方面提供的无机阻燃隔膜的制备方法制得的二氧化硅纤维组成的无机阻燃隔膜,具有良好的稳定的网络结构,能够便于离子运输以及良好的电解液的浸润性。且该隔膜中不含有任何有机成分,具有很好的阻燃性、稳定性和机械性能。
43.提供一种厚度为100-200μm、孔径为1~10μm的无机阻燃隔膜,且无机阻燃隔膜中的二氧化硅纤维的直径为0.5-2μm,将其应用于二次电池时,相应的金属离子穿越时遇到的阻力较小,且适宜厚度和孔隙率的隔膜具有良好的保液能力、电子绝缘性、机械性能,能够提高相应的二次电池的电学性能。
44.在第三方面,本技术的示例提供了一种二次电池,包括第一方面提供的无机阻燃
隔膜的制备方法制备获得的无机阻燃隔膜;或者第二方面提供的无机阻燃隔膜。
45.在上述实现过程中,利用第一方面提供的无机阻燃隔膜的制备方法制备获得的无机阻燃隔膜制备的二次电池,该隔膜具有良好的稳定的网络结构,能够便于离子运输,具有较低的电导率、良好的电解液的浸润性。且该隔膜中不含有任何有机成分,具有很好的阻燃性、稳定性和机械性能,能够提高该二次电池的安全性。
附图说明
46.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
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VA06M-760,VA08-560,VA08-760,VA08-960,VA12-760,VA08M-760,VA08M-960,VA08H-760,VA08H-960,VA12-560,VA12-760,VA12-960,VA12H-760,VA12H-960,VS06M-760,VS08-560,VS08-760,VS08-960,VS08M-760,VS08M-960,VS08H-760,VS08H-960,VS10A-760,VS10M-760,VS10H-760,VS1
具体实施方式
54.下面将结合实施例对本技术的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本技术,而不应视为限制本技术的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
55.以下针对本技术示例的无机阻燃隔膜及制备方法、二次电池进行具体说明:
56.以锂离子、钠离子电池为主的二次电池,在储能、新能源汽车、先进制造等领域应用广泛,发展迅猛。由于离子电池的特性,目前的商用二次电池在穿刺、过充放、短路的情况下容易起火爆炸,且基本无法挽回,电池安全问题极大地制约了电动车等下游产业的发展。电池起火的一个重要原因就是发生冲放过量或机械性破坏时,或由于外部热源的存在,电池内可能会出现异常的温度升高,当热量聚集使电池达到电池隔膜的崩溃温度时,隔膜失效,电池会击穿。
57.发明人发现,目前商用的隔膜为聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃多孔膜或者以堆垛、团聚或缠绕的方式复合的有机-无机隔膜,这些聚烯烃多孔膜或有机-无机隔膜的崩溃温度低,且隔膜本身具有有机成分是其不能有效阻燃的根本原因。并且,发明人发现,现有的有机-无机隔膜影响二次电池的根本原因在于,有机无机隔膜大多以堆垛、团聚或缠绕的方式复合,离子运输不均,不利于电池性能的有序调控影响二次电池的电学性能,且易产生集中热量。
58.因此,发明人提供了一种无机阻燃隔膜及制备方法,将通过静电纺丝制备获得的有机-无机复合纤维膜中的有机物去除获得具有网络结构的无机纤维膜。并通过压力和温度的作用,使得无机纤维膜的表面发生融合,以获得不含有机成分、具有良好稳定性的网络结构以及较高机械性能的无机阻燃隔膜。
59.该无机阻燃隔膜不含任何有机成分,具有稳定的网格结构、较低的厚度与均匀的微米孔,拥有超低的电导率,对电解液的浸润性好,且具有足够的力学性能,热稳定性好。利用该无机阻燃隔膜制备二次电池,不仅能够完全阻燃,还能提高二次电池的电学性能。
60.以下结合图1对本技术的无机阻燃隔膜的制备方法作进一步的详细描述。
61.s1、通过静电纺丝制得有机-无机复合纤维膜,去除有机-无机复合纤维膜中的有机物获得无机纤维膜。
62.通过静电纺丝以获得网状的有机-无机复合纤维膜,将有机-无机复合纤维膜中的有机物去除,有机物的去除后会获得具有网络结构且较高孔隙率的无机纤维膜。
63.本技术不限制无机纤维膜的具体化学组成,在一种可能的实施方式中,无机纤维膜的化学组成为二氧化硅。或者无机纤维膜由氧化锆、氮化硅、碳化硅等无机陶瓷纤维组成。
64.本技术不限制如何通过静电纺丝制得有机-无机复合纤维膜,以及如何去除有机-无机复合纤维膜中的有机物获得相应的无机纤维膜。
65.在一种可能的实施方式中,由二氧化硅纤维组成的无机纤维膜可以通过如下制备方法:
66.s101、将有机硅、醇溶性高分子、醇溶剂、去离子水和酸性催化剂混合,使有机硅发生水解,获得纺丝液。
67.将有机硅、醇溶性高分子、醇溶剂、去离子水和酸性催化剂混合,使得有机硅能够在酸性催化剂的催化作用下与去离子水结合发生水解,以获得能够溶于醇溶剂的含有硅源的水解物。并将含有硅源的有机硅的水解物与醇溶性高分子在醇溶剂中混合,以形成分散均匀的纺丝液。
68.本技术不限制有机硅、醇溶性高分子、醇溶剂和酸性催化剂的具体选择,相关人员可以在保证硅源能够与醇溶性高分子在醇溶剂中混合形成纺丝液的前提下,进行相应的选择。
69.在一些可能的实施方式中,有机硅包括硅酸四乙酯、硅酸四甲酯、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷和多聚硅氧烷中的一种或多种。
70.可选地,醇溶性高分子包括聚乙烯醇缩丁醛、聚丙烯酸、聚氧化乙烯中的一种或多种。
71.可选地,醇溶剂包括甲醇、乙醇和丙醇中的一种或多种。
72.可选地,酸性催化剂包括草酸、醋酸、磷酸、硼酸、稀盐酸、稀硝酸、稀硫酸、一氯乙酸、氨基乙酸和氯化铵中的一种或多种。
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