用于锂离子电池的隔膜制造技术

本发明专利技术的用于锂离子电池的隔膜，隔膜包括：基膜和涂层，在基膜的单面或者双面上涂覆有厚度为1‑6μm的导锂涂层，该导锂涂层的材料是由在40℃‑50℃下占重量比1‑3％聚合物、1‑3％纳米锂离子导体、93‑97％溶剂和0.5‑1.5％造孔剂组成的浆料，该浆料在40℃至50℃温度下混合均匀并涂覆在基膜的单面或者双面上，在湿度为35‑45％的环境下、温度为70‑100℃下烘干该浆料，使得该浆料在基膜上形成导锂涂层，该导锂涂层的玻璃化温度在300℃以上，热分解温度达到550℃以上，导锂涂层具有锂离子传导功能和电子绝缘功能，使得锂离子电池的耐高温性能得到提高。

【技术实现步骤摘要】
用于锂离子电池的隔膜
本专利技术涉及锂离子电池
，具体涉及一种用于锂离子电池的隔膜，该锂离子电池安全性高、寿命长。
技术介绍
锂离子电池的起火爆炸和容量衰减一直是需要突破的技术瓶颈。起火爆炸常见的原因是锂枝晶或异物颗粒刺穿隔膜引起内部短路造成的。高学友在其专利《一种锂离子电池造孔陶瓷隔离膜及其制备方法》(申请号：CN201310391112.X)中，提出用无机陶瓷涂覆在基础隔膜上提高抗刺穿能力，从而提高电池的安全性。但是陶瓷颗粒会因为粘结不牢而脱落，既降低了安全保护功能，又降低了生产效率，飘落的颗粒还污染了生产环境，影响了人员健康。另外，无机陶瓷仅仅起到物理上的机械阻隔作用，无助于锂离子传输。锂离子电池充放电过程中容量衰减，往往是由于游离态Li+越来越多地参与形成固体电解质界面层(SolidPolymerInterface，SEI)而降低了电解液的导电能力。《锂电池隔膜涂层、隔膜及隔膜制备方法》(申请号：CN201710194090.6)，提出在隔膜表面涂覆含有锂钛化合物的浆料，作为补充锂源。但是锂钛氧化物具有一定的电子导电性，其涂层会有造成电池正负极极片短路的隐患，从原理上说这种具有电子导电性的材料不适合用到电池隔膜上。《一种双层复合隔膜电池及其补锂方法》(申请号：CN201710949412.3)，提出当锂离子电池充放电循环过程中Li+量减少时，可以通过预先设置在电池中的金属锂氧化来补充。但这种补锂方式降低了电池能量密度，而且金属锂存在于电池中容易引发电池的安全隐患。
技术实现思路
本申请专利技术的目的是解决现有的锂离子电池的隔膜容易造成短路和导致锂离子电池寿命短的缺点，而提供一种用于锂离子电池的隔膜，该隔膜增强了强度，提高电池内部抗短路及耐刺穿的能力，又能补锂以延长电池的循环寿命。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：本专利技术的一种用于锂离子电池的隔膜，锂离子电池包括：正极极片、隔膜和负极极片，隔膜位于正极极片和负极极片之间，隔膜包括：基膜和涂层，涂层涂覆在基膜的单面或者双面上，其中：所述涂层是厚度为1-6μm导锂涂层，该导锂涂层的材料是由在40℃-50℃下占重量比1-3％聚合物、1-3％纳米锂离子导体、93-97％溶剂和0.5-1.5％造孔剂组成的浆料，该浆料在40℃至50℃温度下混合均匀并涂覆在基膜(2)的单面或者双面上，在湿度为35-45％的环境下、温度为70-100℃下烘干该浆料，使得该浆料在基膜上形成导锂涂层，其中聚合物为聚对苯二甲酰对苯二胺(poly-p-phenyleneterephthamide)或聚间苯二甲酰间苯二胺(MPIA(poly-m-phenyleneisophthalamide))中的一种或者两种的组合，纳米锂离子导体是带有烷基锂(Li-R)官能团的石墨烯，溶剂为六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和四甲基脲中的一种或任意几种的组合；造孔剂为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种的任意组合，该导锂涂层的玻璃化温度在300℃以上，热分解温度达到550℃以上，导锂涂层具有锂离子传导功能和电子绝缘功能，使得锂离子电池的耐高温性能得到提高；本专利技术的一种用于锂离子电池的隔膜，其中：所述纳米锂离子导体的Li元素含20-100ppm；本专利技术的一种用于锂离子电池的隔膜，其中：所述导锂涂层由占重量比2％聚对苯二甲酰对苯二胺(poly-p-phenyleneterephthamide)、2％带有烷基锂(Li-R)官能团的石墨烯、95％六甲基磷酰胺和1％碳酸二乙酯组成的浆料；本专利技术的一种用于锂离子电池的隔膜，其中：所述导锂涂层的材料由占重量比3％聚间苯二甲酰间苯二胺(MPIA(poly-m-phenyleneisophthalamide))、1.5％带有烷基锂(Li-R)官能团的石墨烯、94％二甲基乙酰胺与N-甲基吡咯烷酮的混合物和1.5％碳酸二甲酯组成的浆料；本专利技术的一种用于锂离子电池的隔膜，其中：所述导锂涂层的的材料由占重量比1.5％聚间苯二甲酰间苯二胺(MPIA(poly-m-phenyleneisophthalamide))、2.0％带有烷基锂(Li-R)官能团的石墨烯、96％六甲基磷酰胺与N-甲基吡咯烷酮的混合物和0.5％碳酸甲乙酯组成的浆料；本专利技术的一种用于锂离子电池的隔膜，其中：所述导锂涂层的材料由占重量比2.0％聚对苯二甲酰对苯二胺(poly-p-phenyleneterephthamide)、2.0％带有烷基锂(Li-R)官能团的石墨烯、95％四甲基脲与N-甲基吡咯烷酮的混合物和1.0％的碳酸二乙酯与碳酸二甲酯的混合物组成的浆料；本专利技术的一种用于锂离子电池的隔膜，其中：所述浆料的固体含量为2-7％；本专利技术的一种用于锂离子电池的隔膜，其中：所述基膜为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚氯乙烯(PVC)中的任意一种；本专利技术的一种用于锂离子电池的隔膜，其中：通过凹版印刷机将所述浆料均匀地涂覆在基膜的双面或单面上形成导锂涂层，该导锂涂层的厚度为2-3μm；本专利技术的一种用于锂离子电池的隔膜，其中：所述导锂涂层的比强度不小于28克/旦。本专利技术的有益效果：本专利技术中用的聚合物既可以作为粘结剂将锂离子导体粘附在基膜上，还可以利用其本身优异的强度作为防护层，隔离电池内部正负极短路，以提高安全性。本专利技术中用的纳米锂离子导体颗粒，只传导锂离子，不传导电子，非常适用于作为锂电池的涂层，杜绝了因为电子导电而引发的电池内部短路。附图说明图1为一种锂离子电池的结构示意图；图2为另一种锂离子电池的结构示意图。在图1和图2中，标号1为正极极片；标号2为基膜；标号3为负极极片；标号4为涂层。具体实施方式如图1和图2所示，本专利技术的锂离子电池包括：正极极片1、隔膜2和负极极片3，隔膜位于正极极片1和负极极片3之间，隔膜包括：基膜2和涂层4，涂层4涂覆在基膜2的单面或者双面上，基膜2为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或聚氯乙烯(PVC)中的任意一种。涂层4是厚度为1-6μm导锂涂层，它的厚度最好为2-3μm。该导锂涂层4的材料是由在40℃-50℃下占重量比1-3％聚合物、1-3％纳米锂离子导体、93-97％溶剂和0.5-1.5％造孔剂组成的浆料，浆料的固体含量为2-7％，该浆料在40℃至50℃温度下混合均匀并涂覆在基膜2的单面或者双面上，在湿度为35-45％的环境下、温度为70-100℃下烘干该浆料，使得该浆料在基膜2上形成导锂涂层，该导锂涂层的比强度不小于28克/旦。其中聚合物为聚对苯二甲酰对苯二胺(poly-p-phenyleneterephthamide)或聚间苯二甲酰间苯二胺MPIA(poly-m-phenyleneisophthalamide)中的一种或者两种的组合，纳米锂离子导体是带有烷基锂Li-R官能团的石墨烯，它的Li元素含量为20-100ppm。溶剂为六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和四甲基脲中的一种或任意几种的组合；造孔剂为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种的任意组合，该导锂涂层玻璃化温度在300℃以上，热分解温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂离子电池的隔膜，锂离子电池包括：正极极片(1)、隔膜和负极极片(3)，隔膜位于正极极片(1)和负极极片(3)之间，隔膜包括：基膜(2)和涂层(4)，涂层(4)涂覆在基膜(2)的单面或者双面上，其特征在于：所述涂层(4)是厚度为1‑6μm导锂涂层，该导锂涂层的材料是由在40℃‑50℃下占重量比1‑3％聚合物、1‑3％纳米锂离子导体、93‑97％溶剂和0.5‑1.5％造孔剂组成的浆料，该浆料在40℃至50℃温度下混合均匀并涂覆在基膜(2)的单面或者双面上，在湿度为35‑45％的环境下、温度为70‑100℃下烘干该浆料，使得该浆料在基膜(2)上形成导锂涂层，其中聚合物为聚对苯二甲酰对苯二胺(poly‑p‑phenylene terephthamide)或聚间苯二甲酰间苯二胺(MPIA(poly‑m‑phenyleneisophthalamide))中的一种或者两种的组合；纳米锂离子导体是带有烷基锂(Li‑R)官能团的石墨烯；溶剂为六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、N‑甲基吡咯烷酮和四甲基脲中的一种或任意几种的组合；造孔剂为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种的任意组合，该导锂涂层的玻璃化温度在300℃以上，热分解温度达到550℃以上，导锂涂层具有锂离子传导功能和电子绝缘功能，使得锂离子电池的耐高温性能得到提高。...

【技术特征摘要】
1.一种用于锂离子电池的隔膜，锂离子电池包括：正极极片(1)、隔膜和负极极片(3)，隔膜位于正极极片(1)和负极极片(3)之间，隔膜包括：基膜(2)和涂层(4)，涂层(4)涂覆在基膜(2)的单面或者双面上，其特征在于：所述涂层(4)是厚度为1-6μm导锂涂层，该导锂涂层的材料是由在40℃-50℃下占重量比1-3％聚合物、1-3％纳米锂离子导体、93-97％溶剂和0.5-1.5％造孔剂组成的浆料，该浆料在40℃至50℃温度下混合均匀并涂覆在基膜(2)的单面或者双面上，在湿度为35-45％的环境下、温度为70-100℃下烘干该浆料，使得该浆料在基膜(2)上形成导锂涂层，其中聚合物为聚对苯二甲酰对苯二胺(poly-p-phenyleneterephthamide)或聚间苯二甲酰间苯二胺(MPIA(poly-m-phenyleneisophthalamide))中的一种或者两种的组合；纳米锂离子导体是带有烷基锂(Li-R)官能团的石墨烯；溶剂为六甲基磷酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和四甲基脲中的一种或任意几种的组合；造孔剂为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种的任意组合，该导锂涂层的玻璃化温度在300℃以上，热分解温度达到550℃以上，导锂涂层具有锂离子传导功能和电子绝缘功能，使得锂离子电池的耐高温性能得到提高。2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池的隔膜，其特征在于：所述纳米锂离子导体的Li元素含量为20-100ppm。3.根据权利要求2所述的用于锂离子电池的隔膜，其特征在于：所述导锂涂层的材料由占重量比2％聚对苯二甲酰对苯二胺(poly-p-phenyleneterephthamide)、2％带有烷基锂(Li-R)官能团的石墨烯、95％六甲基磷酰胺和1％碳酸二乙酯组成的浆料...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜洪彦，
申请(专利权)人：杜洪彦，
类型：发明
国别省市：山东,37