一种耐高温的锂离子电池隔膜制造技术

本实用新型专利技术属于电池隔膜技术领域，具体涉及一种耐高温的锂离子电池隔膜，包括纤维基架、膜体和纤维格栅层，所述纤维格栅层粘接于所述膜体的表面，所述膜体和所述纤维格栅层均与所述基架的内壁固定连接，所述膜体包括聚酰亚胺基膜，所述聚酰亚胺基膜的两个表面分别涂覆有耐热陶瓷涂层和导热陶瓷涂层，所述聚酰亚胺基膜、耐热陶瓷涂层和导热陶瓷涂层均设置有若干个弧形微孔且每层之间的所述弧形微孔一一对应和相互贯通，所述弧形微孔的内壁表面设置有PTC材料层，该实用新型专利技术具有耐高温性强、安全系数高、机械性能稳定的优点。

A high temperature resistant membrane for lithium ion battery

The utility model belongs to the technical field of battery diaphragm, in particular to a high-temperature resistant lithium-ion battery diaphragm, which comprises a fiber base frame, a membrane body and a fiber grid layer, the fiber grid layer is adhered to the surface of the membrane body, the membrane body and the fiber grid layer are fixedly connected with the inner wall of the base frame, the membrane body includes a polyimide base film, and the polyimide base film The two surfaces are respectively coated with a heat-resistant ceramic coating and a heat-conducting ceramic coating. The polyimide based film, the heat-resistant ceramic coating and the heat-conducting ceramic coating are all provided with a number of arc-shaped micropores, and the arc-shaped micropores between each layer correspond to each other and are interconnected. The inner wall surface of the arc-shaped micropores is provided with a PTC material layer. The utility model has strong high temperature resistance, high safety coefficient Advantages of stable mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温的锂离子电池隔膜
本技术属于电池隔膜
，具体涉及一种耐高温的锂离子电池隔膜。
技术介绍
锂离子电池作为新一代的高效绿色能源，因其具有能量密度高、自放电小、输出电压高、无记忆性等优点，而被广泛应用于各行业中，尤其是近年来发展迅速的电动汽车，更是成为了其主要的动力输出，与此同时，锂离子电池的安全性问题也是人们一直关注的重点。其中，对电池的正极和负极起到分隔作用的隔膜对电池的安全性起到了非常重要的作用。传统的锂电池隔膜通常采用聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)等材料作为基膜，但是这些材料的熔点都相对较低，一般均不超过180°C，而当电池工作的外部环境温度过高，或是内部充放电的电压过高或时间过长，都会导致封闭的电池体系中产生过多的热量，从而使基膜有可能发生熔化；另一方面，现有的电池隔膜的机械性能欠佳，在组装过程、受热膨胀都容易发生褶皱，影响电池性能，而且在碰撞时也容易破损。有鉴于此，确有必要对现有技术的电池隔膜进行改进，以提高电池的耐高温性能和机械性能。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对现有技术的不足而提供的一种耐高温的锂离子电池隔膜，该隔膜具有耐高温性强、安全系数高、机械性能稳定的优点。为实现上述的目的，本技术采用以下技术方案：一种耐高温的锂离子电池隔膜，包括纤维基架、膜体和纤维格栅层，所述纤维格栅层粘接于所述膜体的表面，所述膜体和所述纤维格栅层均与所述基架的内壁固定连接，所述膜体包括聚酰亚胺基膜，所述聚酰亚胺基膜的两个表面分别涂覆有耐热陶瓷涂层和导热陶瓷涂层，所述聚酰亚胺基膜、耐热陶瓷涂层和导热陶瓷涂层均设置有若干个弧形微孔且每层之间的所述弧形微孔一一对应和相互贯通，所述弧形微孔的内壁表面设置有PTC材料层。作为本技术所述的耐高温的锂离子电池隔膜的改进，所述聚酰亚胺基膜的厚度为8~20um。若聚酰亚胺基膜太薄，容易造成破损，不利于改善隔膜的耐热性能；若聚酰亚胺基膜太厚，则会降低电池的能量密度。作为本技术所述的耐高温的锂离子电池隔膜的改进，所述耐热陶瓷涂层的厚度为1~10um。耐热陶瓷涂层若太薄不利于改善隔膜的耐热性能；若太厚则会影响电池的能量密度。作为本技术所述的耐高温的锂离子电池隔膜的改进，所述导热陶瓷涂层的厚度为1.5~10um。导热陶瓷涂层若太薄不能有效地将热量进行传导和分散；若太厚则会影响电池的能量密度。作为本技术所述的耐高温的锂离子电池隔膜的改进，所述PTC材料层的厚度为0.08~0.2um。若PTC材料层太薄，不能有效地对弧形微孔进行闭合；若PTC材料层太厚则会降低锂离子的穿梭速率。作为本技术所述的耐高温的锂离子电池隔膜的改进，所述耐热陶瓷涂层包括耐热陶瓷颗粒、粘结剂和分散剂，所述耐热陶瓷颗粒为氧化铝、氧化锆或氧化硅。作为本技术所述的耐高温的锂离子电池隔膜的改进，所述导热陶瓷涂层包括导热陶瓷颗粒、粘结剂和分散剂，所述导热陶瓷颗粒的导热系数≥80W/(m·K)。作为本技术所述的耐高温的锂离子电池隔膜的改进，所述导热陶瓷颗粒为碳化硅、氧化铍或氮化铝。作为本技术所述的耐高温的锂离子电池隔膜的改进，所述PTC材料层的熔化温度为100~120°C。相比于现有技术，本技术的有益效果在于：1)本技术选用了更耐高温的聚酰亚胺作为基膜，可以保证基膜在高温下长期使用，另外，还在聚酰亚胺基膜上涂覆了一层耐热陶瓷涂层，进一步提升了隔膜整体的耐高温能力，有效防止聚酰亚胺基膜在高温下熔化而导致短路，提高了电池的安全性；2)本技术在聚酰亚胺基膜的另一面上涂覆了导热陶瓷涂层，导热陶瓷涂层能在电池在发生局部过热时迅速将热量传导并分散到整个隔膜，有效地抑制了隔膜局部发生热收缩，降低电池短路的风险；3)通过在聚酰亚胺基膜、耐热陶瓷涂层和导热陶瓷涂层开设弧形微孔，提高了隔膜的挂液能力，同时也为膜体提供更多的受热膨胀空间；4)通过在弧形微孔的表面设置PTC材料层，PTC为具有正温度系数的半导体材料，能在隔膜的温度超过熔点时进行熔化，将弧形微孔关闭，阻止电解液与电极发生电化学反应，提高电池的安全性；5)还通过设置纤维基架和纤维格栅层，提高了膜体的空间稳定性和平整性，防止膜体出现褶皱，同时也避免膜体在受热膨胀时造成破损，增强了膜体的使用寿命。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施方式及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术的结构示意图；图2为本技术的截面结构示意图；其中，1-纤维基架；2-膜体；3-纤维格栅层；4-聚酰亚胺基膜；5-耐热陶瓷涂层；6-导热陶瓷涂层；7-弧形微孔；8-PTC材料层。具体实施方式如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。以下结合附图对本技术作进一步详细说明，但不作为对本技术的限定。如图1~2所示，一种耐高温的锂离子电池隔膜，包括纤维基架1、膜体2和纤维格栅层3，纤维格栅层3粘接于膜体2的表面，膜体2和纤维格栅层3均与基架1的内壁固定连接，纤维基架1和纤维格栅层3，有效地保证了膜体2的空间稳定性和平整性，防止膜体2出现褶皱，同时也避免膜体2在受热膨胀时造成破损，增强了膜体2的使用寿命，此外，膜体2还包括聚酰亚胺基膜4，聚酰亚胺基膜4的两个表面分别涂覆有耐热陶瓷涂层5和导热陶瓷涂层6，导热陶瓷涂层6能将热量传导并分散到整个隔膜，从而防止隔膜由于局部发热而导致的热收缩现象，而耐热陶瓷涂层5则能进一步加强聚酰亚胺基膜4的耐热性能，使其稳定地在高温下进行正常工作，聚酰亚胺基膜4、耐热陶瓷涂层5和导热陶瓷涂层6均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐高温的锂离子电池隔膜，其特征在于：包括纤维基架(1)、膜体(2)和纤维格栅层(3)，所述纤维格栅层(3)粘接于所述膜体(2)的表面，所述膜体(2)和所述纤维格栅层(3)均与所述基架(1)的内壁固定连接，所述膜体(2)包括聚酰亚胺基膜(4)，所述聚酰亚胺基膜(4)的两个表面分别涂覆有耐热陶瓷涂层(5)和导热陶瓷涂层(6)，所述聚酰亚胺基膜(4)、耐热陶瓷涂层(5)和导热陶瓷涂层(6)均设置有若干个弧形微孔(7)且每层之间的所述弧形微孔(7)一一对应和相互贯通，所述弧形微孔(7)的内壁表面设置有PTC材料层(8)。/n

【技术特征摘要】
1.一种耐高温的锂离子电池隔膜，其特征在于：包括纤维基架(1)、膜体(2)和纤维格栅层(3)，所述纤维格栅层(3)粘接于所述膜体(2)的表面，所述膜体(2)和所述纤维格栅层(3)均与所述基架(1)的内壁固定连接，所述膜体(2)包括聚酰亚胺基膜(4)，所述聚酰亚胺基膜(4)的两个表面分别涂覆有耐热陶瓷涂层(5)和导热陶瓷涂层(6)，所述聚酰亚胺基膜(4)、耐热陶瓷涂层(5)和导热陶瓷涂层(6)均设置有若干个弧形微孔(7)且每层之间的所述弧形微孔(7)一一对应和相互贯通，所述弧形微孔(7)的内壁表面设置有PTC材料层(8)。


2.根据权利要求1所述的耐高温的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述聚酰亚胺基膜(4)的厚度为8~20um。


3.根据权利要求1所述的耐高温的锂离子电池隔膜，其特征在于：所述耐热陶瓷涂层(5)的厚度为1~10um。


4.根据权利要求1所述的耐高温的锂离...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨山，
申请(专利权)人：惠州锂威电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44