电化学电源隔膜及其制备方法和电化学电源技术

本发明专利技术提供一种电化学电源隔膜及其制备方法和电化学电源。该电化学电源包括纤维复合层和涂设在所述纤维复合层表面的有机黏结剂-无机粉体复合层，所述纤维复合层包括混合的有机纤维和无机纤维，且有机纤维和无机纤维的重量比为1:99～99:1。该电化学电源隔膜的制备方法包括纤维复合层的形成、配制有机-无机悬浮液、有机-无机悬浮液在纤维复合层表面成膜处理的步骤。电化学电源包括该电化学电源隔膜。该电化学电源隔膜以纤维复合层为基体，并以含有无机粉体复合层为涂层，有效提高了该电化学电源隔膜的耐受温度，使其具有优异的透气率，从而提高了电源的安全性能和高倍率性能。其制备方法工艺简单，生产效率高，生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种电化学电源隔膜及其制备方法和电化学电源。该电化学电源包括纤维复合层和涂设在所述纤维复合层表面的有机黏结剂-无机粉体复合层，所述纤维复合层包括混合的有机纤维和无机纤维，且有机纤维和无机纤维的重量比为1:99～99:1。该电化学电源隔膜的制备方法包括纤维复合层的形成、配制有机-无机悬浮液、有机-无机悬浮液在纤维复合层表面成膜处理的步骤。电化学电源包括该电化学电源隔膜。该电化学电源隔膜以纤维复合层为基体，并以含有无机粉体复合层为涂层，有效提高了该电化学电源隔膜的耐受温度，使其具有优异的透气率，从而提高了电源的安全性能和高倍率性能。其制备方法工艺简单，生产效率高，生产成本低。【专利说明】电化学电源隔膜及其制备方法和电化学电源
本专利技术属于电化学电源
，具体涉及一种电池隔膜及其制备方法和电化学电源。
技术介绍
随着人类生产力的发展，越来越多的汽车行驶在城市、乡村的大街小巷中。汽车的普及给人们的生活带来了极大的便利。然而，伴随而来的问题也越来越严重。石油等不可再生能源的消耗不断加速，汽车尾气的排放给环境造成的影响也不断扩大。目前，人们为了解决这些问题提出发展电动汽车，以期取代传统汽车。而关键在于是否有能量密度、功率密度足够大，循环寿命足够长、安全可靠的动力电源取代内燃机。其中，电源的安全性是重中之重。对于电化学电源(电源锂离子电池和超级电容器)，一个重要的安全隐患就是因为过充或过放或短路导致电源内部的温度急剧升高从而导致燃烧或者爆炸。若电源本身具有良好的导热性，能够快速的将热散发出去，就能有效的降低这种安全隐患。而决定动力电池安全性的关键在于其中的隔膜。目前，在电化学电源如锂离子电池普遍采用的隔膜为多孔聚烯烃隔膜。由于多孔聚烯烃隔膜是聚合物，其导热性很差，不能将充放电过程中产生的热及时导出，会导致电源中温度急剧升高。又由于多孔聚烯烃隔膜是聚合物，其本身耐热性差，当温度达到一定程度时，这种隔膜就会发生收缩甚至破裂，从而使电源内部有可能发生正负之间直接接触而短路，引发电池安全性隐患，如燃烧、爆炸等现象，另外，该多孔聚烯烃隔膜还存在润湿性能和高倍率性能差，因此，该多孔聚烯烃隔膜难以满足动力电池对安全性能及高倍率性能的要求。因此，为了满足更高的要求，需要研究性能更好的隔膜。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种耐热性和透气性好的电化学电源隔膜及其制备方法。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种安全性和倍率性高的电化学电源。为了实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下:一种电化学电源隔膜，包括纤维复合层和涂设在所述纤维复合层表面的有机黏结剂-无机粉体复合层，所述纤维复合层包括混合的有机纤维和无机纤维，且有机纤维和无机纤维的重量比为1:99?99:1。以及，上述电化学电源隔膜的一种制备方法，包括如下步骤:将所述有机纤维、无机纤维混合后平铺，形成纤维复合层；将有机黏结剂溶于有机溶剂后加入无机粉体，配制成悬浮液；将所述悬浮液涂覆在纤维复合层表面，干燥处理，得到所述电化学电源隔膜。以及，一种电化学电源，其包括上述的电化学电源隔膜。上述电化学电源隔膜采用有机纤维和无机纤维混合构成的纤维复合层为基体，并以含有无机粉体复合层为涂层，有效提高了该电化学电源隔膜的耐受温度，使得该电化学电源隔具有优异的透气率。上述电化学电源隔膜制备方法将有机-无机复合层的浆料直接涂覆在纤维复合层为基体的表面，干燥即可，工艺简单，条件易控，对设备要求低，生产效率，生产成本低，适于工业化生产。上述电化学电源因包括上述电化学电源隔膜，由于该电化学电源隔膜具有优异的透气率，有效降低了该电化学电源在高倍率充放电时的内阻，不仅提高了能量密度，更有利于降低热的产生，又由于该电化学电源隔膜的高耐受温度，有效提高了电化学电源的安全性能，延长了其寿命。【专利附图】【附图说明】下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中:图1为本专利技术实施例电化学电源隔膜结构图；图2为本专利技术实施例的电化学电源隔膜制备方法的工艺流程图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实例提供一种散热性好、尺寸稳定的电化学电源隔膜，其结构如图1所示。该电化学电源隔膜包括纤维复合层I和涂设在纤维复合层I表面的有机黏结剂-无机粉体复合层2。其中，上述纤维复合层I相当于呈层状的芯层，其是将含有有机纤维和无机纤维的混合纤维铺陈层状形成，具体的制备方法请参见下文关于该电化学电源隔膜的制备方法，其中，有机纤维和无机纤维的重量比为1:99?99:1。该纤维复合层I构成电化学电源隔膜的基体，增强了该电化学电源隔膜的机械强度，同时由于其本身特性，提高了该电化学电源隔膜的耐受温度。作为本专利技术具体实施例，该纤维复合层I中的有机纤维的直径优选为5?40 μ m，其优选为PET纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、PPTA纤维中的至少一种。无机纤维优选为直径是5?40 μ m，其优选为玻璃纤维、石英玻璃纤维、陶瓷纤维中的至少一种。该优选的有机纤维和无机具有良好的机械强度和耐受温度，其中，无机纤维还具有优异的导热性能，能有效的提高电化学电源隔膜的导热和散热性能。上述有机黏结剂-无机粉体复合层2中的有机黏结剂与无机粉体的重量比优选为(I?5):1。该两者优选比例，能使得该电化学电源隔膜具有良好的电解液润湿性能，同时增强该有机黏结剂-无机粉体复合层2与纤维复合层I结合的强度，使得该电化学电源隔膜具有优良的机械强度。作为本专利技术具体实施例，该有机黏结剂-无机粉体复合层2中的有机物为有机黏结剂为聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、改性丁苯橡胶、氟化橡胶、聚氨酯中的至少一种；无机粉体为空心氧化铝和/或空心氧化硅，无机粉体粒径优选为3?lOOOnm，如粒径为3?IOOOnm的空心氧化铝和/或空心氧化硅。该优选的有机黏结剂具有较高的耐受温度和粘结强度，从而增加有机黏结剂-无机粉体复合层2与纤维复合层I结合的机械强度，防止有机黏结剂-无机粉体复合层2的脱落，延长了电化学电源隔膜的使用寿命，从而延长了电化学电源循环使用寿命。该优选的无机粉体具有优异的导热性能，且该无机粉体在有机-无机复合层2中构成骨架，从而使得本专利技术实施例电化学电源隔膜具有优异的散热性能，还能提高电化学电源隔膜的破膜温度，提高了化学电源隔膜的安全性能。又由于无机粉体优选为空心的，这样能显著的降低电化学电源隔膜的重量，从而提高了电化学电源能量密度。因此，该有机黏结剂与无机粉体共同作用，能有效调节该电化学电源隔膜的气孔，提高了电化学电源隔膜的耐受温度和透气性。作为本专利技术优选实施例，通过控制上述纤维复合层I与有机黏结剂-无机粉体复合层2的厚度或重量比，将上述实施例中的电化学电源隔膜的透气率优选控制为10%?90%,更优选为40%?60%。通过调节纤维复合层I与有机黏结剂-无机粉体复合层2的厚度或重量比，实现对该电化学电源隔膜的机械强度和透气性的调节，同时提高电化学电源隔膜润湿性能，以提高电化学电源的电化学性能。由上所述，上述电化学电源隔膜采用有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学电源隔膜，其特征在于：包括纤维复合层和涂设在所述纤维复合层表面的有机黏结剂‑无机粉体复合层，所述纤维复合层包括混合的有机纤维和无机纤维，且有机纤维和无机纤维的重量比为1:99～99:1。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，王要兵，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，深圳市海洋王照明工程有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44