本发明专利技术公开了一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，包括基膜层，所述基膜层是由聚酰亚胺制成，所述基膜层内设置有贯穿基膜层的微孔。本发明专利技术公开的生产方法，包括辐照、敏化、蚀刻等步骤；本发明专利技术采用聚酰亚胺作为基膜层，聚酰亚胺耐高温达400℃以上，长期使用温度范围-200～300℃，不熔化，收缩性极低。因此本发明专利技术的微孔膜具有较好的微孔结构，孔径分布均匀，且与电解液有良好的浸润性，使锂离子电池具有优异的安全性能和电池性能，更有利于电池的大功率充放电。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂电池隔膜及其制备方法。
技术介绍
锂电池由于容量大，几乎无记忆效应而被广泛使用。锂电池正负电极之间需要一层隔膜，让离子顺利通过，而电子不能通过，只能由外电路从负极移向正极。目前，锂离子电池隔膜常用的的是聚烯烃微孔膜，聚烯烃微孔膜存在孔径及空隙率较难控制，耐热性能差，熔融温度低，大功率充放电时电池安全性存在隐患的缺点，限制了其在锂离子电池隔膜领域的应用。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的一个目的是提供一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，该微孔膜具有较好的微孔结构，孔径分布均匀，熔融温度高，耐热性能优异且与电解液有良好的浸润性，使锂离子电池具有优异的安全性能和电池性能，更有利于电池的大功率充放电。 本专利技术的另一个目的是要提供上述用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜的生产方法。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，包括基膜层，其特征在于:所述基膜层是由聚酰亚胺制成，所述基膜层内设置有贯穿基膜层的微孔。 所述微孔呈近似圆柱形。 所述微孔在基膜层内均匀分布。 所述微孔纵向设置于基膜层内。 所述微孔斜向设置于基膜层内。 所述微孔孔径为0.01微米至3微米，孔径均一。微孔孔密度为每平方厘米10卜108个，膜厚度为5?40微米。 本专利技术的微孔膜可采用如下方法生产:采用聚酰亚胺膜为基材，通过高能重离子辐照的工艺使其分子链断裂，然后采用特殊的敏化工艺进行预处理，再通过严格控制的蚀刻工艺将已断裂的分子链进行扩张，蚀刻成锂离子电池隔膜所需的孔径，即得到本专利技术的聚酰亚胺锂离子电池隔膜。具体生产方法如下:1、辐照:以聚酰亚胺塑料薄膜(PI)为基材，用高能重离子对PI薄膜进行辐照，与基材表面垂直方向所形成的辐照入射角α，0度< α <90度，获得微孔密度范围为每平方厘米15?18 个。 2、敏化:使用二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMS0)、乙酸乙酯等有机溶剂作为敏化剂，加温至50°C?90°C，将将辐照后的聚酰亚胺膜浸泡其中2^30分钟。或者，采用紫外线敏化，紫外线敏化可采用波长为200?365nm的紫外光照射聚酰亚胺膜，照射剂量1?100焦耳/cm2。敏化的目的是使其更加容易被化学蚀刻成孔。 3、蚀刻:将经过敏化的聚酰亚胺(PI)塑料薄膜浸于盛有Na0H-KMn04溶液体系，或者Κ0Η-ΚΜη04溶液体系，或者NaClO-NaOH溶液体系，或者KC10-K0H溶液体系，或者KMn04-H2S04溶液，或者K2Cr207- H2S04溶液体系的容器中进行化学蚀刻反应即可获得锂电池隔膜。其中，NaC1中的有效氯含量为1%?15%，KC10中的有效氯含量为1%?15%，K0H或NaOH的浓度为1%?50%，H2S04的溶度为5%?98%，ΚΜη04或K2Cr207的重量含量为0.lmol/L?lmol/L。蚀刻反应温度为30°C?90°C，蚀刻时间为0.5?60分钟，获得的微孔孔径范围在0.01微米?3微米。可通过调整蚀刻液浓度、反应温度以及反应时间精细调整孔径。 本专利技术的有益效果是:本专利技术采用聚酰亚胺作为基膜层，聚酰亚胺耐高温达400°C以上，长期使用温度范围-200?300°C，不熔化，收缩性极低，而且本专利技术的微孔膜具有较好的微孔结构，孔径分布均匀，且与电解液有良好的浸润性，使锂离子电池具有优异的安全性能和电池性能。常见微孔膜的材质为聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等。聚乙烯使用温度在-8(TllO°C，熔点在130-140°C ;聚对苯二甲酸乙二醇酯的使用温度在-100?120°C，熔点在250-255° C ;聚碳酸酯的长期使用温度在-6(Tl20°C ;在220-230°C呈熔融状态。 【附图说明】 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。 图1是本专利技术第一种实施方式的结构示意图；图2是本专利技术第二种实施方式的结构示意图。 【具体实施方式】 为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些实施例只为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术的限制。 实施例1参照图1，图1所示实施例中的一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，包括基膜层1，其中基膜层1是由聚酰亚胺制成，在基膜层1内设置有贯穿基膜层1的微孔2，微孔2孔径为0.1微米微米，该微孔2呈近似圆柱形并在基膜层1内均匀分布，且微孔是纵向设置于基膜层1内。 实施例2参照图2，图2所示实施例中的一种用作锂离子电池隔膜的微孔膜，包括基膜层1，其中基膜层1是由聚酰亚胺制成，在基膜层1内设置有贯穿基膜层的微孔2，微孔2孔径为0.01微米微米，该微孔呈近似圆柱形并在基膜层内均匀分布，且微孔2是斜向设置于基膜层1内。 本专利技术的微孔膜可采用如下方法生产:采用聚酰亚胺膜为基材，通过高能重离子辐照的工艺使其分子链断裂，然后采用特殊的敏化工艺进行预处理，再通过严格控制的蚀刻工艺将已断裂的分子链进行扩张，蚀刻也锂离子电池隔膜所需的孔径，即得到本专利技术的聚酰亚胺锂离子电池隔膜。 1、辐照:以聚酰亚胺塑料薄膜(PI)为基材，用高能重离子对PI薄膜进行辐照，辐照的入射角度与基膜表面垂直(见附图一)，获得微孔密度范围为每平方厘米10卜108个。 2、敏化:使用二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAC)、二甲基亚砜(DMS0)、乙酸乙酯等有机溶剂作为敏化剂，加温至30°C?90°C，将将辐照后的聚酰亚胺膜浸泡其中2^30分钟，敏化的目的是使其更加容易被化学蚀刻成孔。 3、蚀刻:将经过敏化的聚酰亚胺(PI)塑料薄膜浸于盛有NaOH-KMnO4溶液体系，或者KOH-KMnO4溶液体系，或者NaClO-NaOH溶液体系，或者KC10-K0H溶液体系，或者KMnO4-H2SO4溶液，或者K2Cr2O7- H2SO4溶液体系的容器中进行化学蚀刻反应即可获得锂电池隔膜。其中，NaClO中的有效氯含量为1%?15%，KClO中的有效氯含量为1%?15%，KOH或NaOH的浓度为1%?50%，H2SO4的溶度为5%?98%，KMnO4或K2Cr2O7的重量含量为0.1mol/L?lmol/L。蚀刻反应温度为50?90°C，蚀刻时间为0.5?60分钟，获得的微孔孔径范围在0.01微米?3微米。可通过调整蚀刻液浓度、反应温度以及反应时间精细调整孔径。 当然，微孔的形状还可以是漏斗形状、由两个漏斗型孔构成且该两个漏斗型孔的小直径端对接形成的形状等等，辐照的入射角α可以是O度< α <90度的范围。 本专利技术采用聚酰亚胺作为基膜层，聚酰亚胺耐高温达400°C以上，长期使用温度范围-200?300°C，不熔化，收缩性极低。因此本专利技术的微孔膜具有较好的微孔结构，孔径分布均匀，且与电解液有良好的浸润性，使锂离子电池具有优异的安全性能和电池性能，更有利于电池的大功率充放电。而常见微孔膜的材质为聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯等。聚乙烯使用温度在-8(TllO°C，熔点在130-140°C ;聚对苯二甲酸乙二醇酯的使用温度在-100?120°C，熔点在250-2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，包括基膜层，其特征在于：所述基膜层是由聚酰亚胺制成，所述基膜层内设置有贯穿基膜层的微孔。
【技术特征摘要】
1.一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，包括基膜层，其特征在于:所述基膜层是由聚酰亚胺制成，所述基膜层内设置有贯穿基膜层的微孔。2.根据权利要求1所述的一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，其特征在于:所述微孔呈近似圆柱形。3.根据权利要求1所述的一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，其特征在于:所述微孔在基膜层内均匀分布。4.根据权利要求1所述的一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，其特征在于:所述微孔纵向设置于基膜层内；或者所述微孔斜向设置于基膜层内，斜度为与基膜表面垂直方向所成夹角> O度且< 90度。5.根据权利要求1所述的一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，其特征在于:微孔孔密度为每平方厘米15?18个，膜厚度为5?40微米。6.根据权利要求1所述的一种用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜，其特征在于:所述微孔孔径为0.01微米?3微米。7.—种如权利要求1至6所述用作锂离子电池隔膜的聚酰亚胺微孔膜的生产方法，其特征在于包括以下步骤: (1)、辐照:以聚酰亚胺塑料薄膜(PI)为基材，用高能重离子对PI薄膜进行辐照，高能重离子与基材表面垂直方向所形成的辐照入射角α为O度< α <90度，获得微孔密度范围为每平方厘米10卜108个； (2)、敏化:利用紫外线或溶剂对聚酰亚胺塑料薄膜敏化； (3)、...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔清臣，凌红旗，刘斌，
申请(专利权)人：中山国安火炬科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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