一种超细纤维及其制备方法和应用与流程

本发明涉及超细纤维的，尤其是涉及一种超细纤维及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在锂电池的结构中，隔膜是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。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。

2、如公开号为cn110656529a的中国专利，公开了一种微细纤维及其制备方法和应用以及一种电气设备所用隔膜的制备方法，该发明提供了一种微细纤维，所述微细纤维由麻浆纤维、聚对苯二甲酰对苯二胺纤维或纤维素纤维经机械处理得到；所述微细纤维的直径为0.1～0.5μm。将微细纤维、配抄纤维和水混合，得到混合浆料；将所述混合浆料进行纸机抄造处理，得到电气设备所用隔膜。

3、该专利虽然制备的隔膜具有孔径小且孔隙率高的特点，然而为了适应当前电气设备隔膜质量要求不断提高的需要，制备电气设备隔膜所需的纤维材料需要更高的细度从而使电池隔膜具有更高的孔隙率，为此，本发明提出一种超细纤维及其制备方法和应用，来制备更细的超细纤维，以提高电气设备隔膜产品的质量。

技术实现思路

1、根据现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种超细纤维及其制备方法和应用，以解决上述技术问题。

2、本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种超细纤维，所述超细纤维由纤维素纤维经过静电纺丝法制得，所述纤维素纤维的直径为2～50mm，所述成品超细纤维的直径为0.05～0.1μm。

4、一种超细纤维的制备方法，包括上述超细纤维，包括以下步骤：

5、s1、将纤维素纤维溶解于有机溶剂中，搅拌3至5个小时，得到均匀的且浓度为(20～40)wt％纺丝液；

6、s2、通过除湿机和加湿机的协调使用使得纺丝湿度处于83％至87％；

7、s3、用吸液器抽取搅拌均匀的纺丝液，在抽取过程中应尽量避免吸液器内产生气泡；

8、s4、将吸液器固定在静电纺丝机上，并在喷头处绑上细铜丝使射流平直稳定；

9、s5、设置纺丝参数，然后启动静电纺丝机开始纺丝；

10、s6、最后在高湿环境下进行悬挂晾晒，直至纤维絮片中的溶剂全部挥发，得到成品超细纤维。

11、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述有机溶剂为丙酮、dmac和n,n-二甲基甲酰胺的其中一种。

12、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤s5中，灌注速度为2.5l/h，滚筒速度为120r/min，纺丝温度为25±2℃，纺丝电压为35kv，滑台速度为100m/min，接收距离为40cm。

13、一种超细纤维的应用，所述超细纤维用于制备超级电容器隔膜和电池隔膜。

14、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述超级电容器隔膜或电池隔膜的制备方法为：

15、s61、将超细纤维、芳纶纤维与配抄纤维和水混合，得到混合浆料，所述超细纤维、芳纶纤维与配抄纤维的重量比例为7：2：1；

16、s62、通过磨浆机对混合浆料进行磨浆处理，得到隔膜材料浆液；

17、s63、将隔膜材料浆液送入成型器进行抄造；

18、s64、抄造处理后，隔膜材料依次经过压榨、烘干、卷曲、分切和包装工序，得到成品超级电容器隔膜或电池隔膜。

19、本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述配抄纤维为绝缘竹原纤维、绝缘麻浆纤维和绝缘麻原纤维的其中一种或多种。

20、综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

21、1.本发明基于纤维素纤维为原料，采用静电纺丝法制备超细纤维，所得的超细纤维的直径为0.05～0.1μm，能够满足制备电气设备隔膜的需求，得到厚度为20μm、孔隙率为60-65％、平均孔径为26.5μm的电池隔膜，或是厚度为20～30μm、孔隙率为70％～75％、平均孔径为0.75～0.8μm的超级电容器隔膜，从而提高电气设备隔膜的质量。

22、2.本发明中添加芳纶纤维来制备电气设备隔膜，提高了电气设备隔膜的离子电导率、耐热性和阻燃性，且基于传统造纸工艺进行电气储能隔膜材料的生产，操作简单可控、绿色环保、成本低。

技术特征：

1.一种超细纤维，其特征在于：所述超细纤维由纤维素纤维经过静电纺丝法制得，所述纤维素纤维的直径为2～50mm，所述成品超细纤维的直径为0.05～0.1μm。

2.一种超细纤维的制备方法，包括权利要求1所述的超细纤维，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种超细纤维的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为丙酮、dmac和n,n-二甲基甲酰胺的其中一种。

4.根据权利要求2所述的一种超细纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤s5中，灌注速度为2.5l/h，滚筒速度为120r/min，纺丝温度为25±2℃，纺丝电压为35kv，滑台速度为100m/min，接收距离为40cm。

5.一种超细纤维的应用，所述超细纤维为权利要求1所述的超细纤维或权利要求2至4任一项所述的制备方法所得的超细纤维，其特征在于：所述超细纤维用于制备超级电容器隔膜和电池隔膜。

6.根据权利要求5所述的一种超细纤维的应用，其特征在于：所述超级电容器隔膜或电池隔膜的制备方法为：

7.根据权利要求6所述的一种超细纤维的应用，其特征在于：所述配抄纤维为绝缘竹原纤维、绝缘麻浆纤维和绝缘麻原纤维的其中一种或多种。

技术总结本发明涉及一种超细纤维及其制备方法和应用，包括以下步骤：S1、将纤维素纤维溶解于有机溶剂中，搅拌3至5个小时，得到均匀的且浓度为(20～40)wt％纺丝液；S2、通过除湿机和加湿机的协调使用使得纺丝湿度处于83％至87％；S3、用吸液器抽取搅拌均匀的纺丝液，在抽取过程中应尽量避免吸液器内产生气泡；S4、将吸液器固定在静电纺丝机上，并在喷头处绑上细铜丝使射流平直稳定；S5、设置纺丝参数，然后启动静电纺丝机开始纺丝；S6、最后在高湿环境下进行悬挂晾晒，直至纤维絮片中的溶剂全部挥发，得到成品超细纤维。本发明涉及超细纤维的技术领域。本发明采用静电纺丝法制备超细纤维，所得的超细纤维的直径为0.05～0.1μm，能够满足制备电气设备隔膜的需求。技术研发人员：张锐,李青明,朱国良,沈康生受保护的技术使用者：北京瑞和德宝热力科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/8