一种锂离子电池隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池隔膜及其制备方法，其由基膜和涂覆于基膜表面的涂覆层构成，所述涂覆层包括高聚合物微球粒子且所述涂覆层具有多个微孔结构，所述高聚合物微球粒子为高分子聚合物，其分子量在5×10

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂离子电池隔膜及其制备方法。
技术介绍
隔膜作为锂离子电池的四大关键材料之一，其性能对锂离子电池隔膜具有重要的影响。目前锂离子电池隔膜材料主要为聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃化合物，随着锂离子动力电池工艺技术的发展应用，和新能源汽车的发展，对电池的安全性能要求越来越高，特别是动力电池的挤压安全方面，关系到汽车驾乘人员的生命安全，传统的聚烯烃隔膜在电池受到挤压时不能很好的阻隔电池的正、负极片，存在正、负极片短路和热失控的安全问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术有必要提供一种锂离子电池隔膜及其制备方法，通过在基膜的表面单面或双面涂覆包括高聚合物微球粒子的涂覆层，使得当电池受到挤压、碰撞等外力产生变形时，可隔离正、负极片，保证电芯不发生短路、热失控，从而达到保护电芯受到挤压下的安全性能，以解决上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供了一种锂离子电池隔膜，其由基膜和涂覆于基膜表面的涂覆层构成，所述涂覆层包括高聚合物微球粒子且所述涂覆层具有多个微孔结构，所述高聚合物微球粒子为高分子聚合物，其分子量在5×105至10×105，其直径在1-15μm，应变力不小于5％，离子电导率不小于10-6S/cm。进一步的，所述基膜的拉伸强度要求为MD>100Mpa、TD>30Mpa，断裂伸长率要求为MD>60％、TD>60％。优选的，所述基膜选自PP膜、PE膜、PP/PE复合膜或陶瓷涂覆膜。进一步的，所述涂覆层在所述基膜的表面单面涂覆或双面涂覆，其中，任一单面涂覆层厚度控制在1-15μm，涂布面密度为0.5-15g/m2。进一步的，所述高聚合物微球粒子为甲基乙烯基苯基硅橡胶。本专利技术还提供了如前述任一项所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供高聚合物微球粒子涂覆液：将高聚合物微球粒子、分散剂、润湿剂和助粘剂加入去离子水中高速搅拌分散，得到高聚合物微球粒子涂覆液；提供基膜；将所述高聚合物微球粒子涂覆液采用连续涂层制备工艺涂覆于所述基膜的表面，烘干，制得隔膜。进一步的，在所述高聚合物微球粒子涂覆液中，所述高聚合物微球粒子的质量分数为3％-15％。进一步的，所述分散剂选自聚丙烯酸铵盐类分散剂，所述润湿剂选自聚醚硅氧烷类，所述助粘剂选自丙烯酸酯或丙烯腈类。进一步的，所述高速搅拌分散的具体步骤为：以2000rpm的搅拌速度搅拌2h；所述烘干的温度为40-60℃。进一步的，所述连续涂层制备工艺选自浸渍涂覆、凹版涂覆、喷涂、挤压涂覆、丝网印刷涂覆中的一种。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中的锂离子电池隔膜在基膜的表面涂覆高聚合物微球粒子，在隔膜和极片之间起到阻隔作用，当电池受到挤压、碰撞等外力是电池产生变形时，由于表面高聚合物微球粒子的存在，其在外部压力下发生变形，堵塞涂覆层的微孔和缝隙，保证了隔膜在正、负极片之间的阻隔作用，从而防止电池内部发生短路，保证了电池在受到挤压等外力作用时的安全性。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将结合具体的实施例对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术的公开内容理解的更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本专利技术。本专利技术第一个方面公开了一种锂离子电池隔膜，其由基膜和涂覆于基膜表面的涂覆层构成，所述涂覆层包括高聚合物微球粒子且所述涂覆层具有多个微孔结构，所述高聚合物微球粒子为高分子聚合物，其分子量在5×105至10×105，其直径在1-15μm，应变力不小于5％，离子电导率不小于10-6S/cm。针对锂离子电池受到外力作用如挤压存在的安全问题，本专利技术创新性的在基膜的表面涂覆含有高聚合物微球粒子的涂覆层，该高聚合物微球粒子的分子量在5×105至10×105，其直径在1-15μm，应变力不小于5％，离子电导率不小于10-6S/cm，从而具有一定的弹性和可变型性，当电池受到挤压、碰撞等外力作用产生变形时，高聚合物微球粒子可在压力作用下发生变形，堵塞涂层微孔和缝隙，隔离正负极片，保证电芯不发生短路，热失控，从而达到保护电芯受到挤压下的安全性能。进一步的，本专利技术中基膜的选择可以是本领域中常规的基膜选择，优选采用具有一定拉伸强度和断裂伸长率的基膜，从而保证隔膜的延展性，在本专利技术的一些具体的实施方式中，所述基膜的拉伸强度要求为MD>100Mpa、TD>30Mpa，断裂伸长率要求为MD>60％、TD>60％。更优选的，在本专利技术的一些实施方式中，所述基膜选自PP膜、PE膜、PP/PE复合膜或陶瓷涂覆膜。可以理解的是，本专利技术中基膜的选择包括但不限于上述几种，只要能满足拉伸强度和断裂伸长率要求的基膜均可用于本专利技术中，没有特别的限定。进一步的，可以理解的是，所述涂覆层在所述基膜的表面可以是单面涂覆，也可以是双面涂覆，没有具体的限定，可根据实际需要进行调整。其涂覆层的厚度或面密度均没有具体的限定，可根据需要的隔膜设计进行选择，在本专利技术的一些实施方式中，任一单面涂覆层厚度控制在1-15μm，涂布面密度为0.5-15g/m2。进一步的，所述高聚合物微球粒子为甲基乙烯基苯基硅橡胶，其是通过在乙烯基硅橡胶的分子链中引入二苯基硅氧烷链节(或甲基苯基硅氧烷链节)而制成的，通过引入大体积的苯基来破坏二甲基硅氧烷结构的规整性，降低聚合物的结晶温度和玻璃化温度，提高其塑性变形能力。其中甲基乙烯基苯基硅橡胶的制备可采用本领域中已知的制备方法，这里不再具体阐述，其分子量的调整可通过制备过程中引入的支链比例调整。本专利技术二个方面公开了如本专利技术第一个方面所述的锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：提供高聚合物微球粒子涂覆液：将高聚合物微球粒子、分散剂、润湿剂和助粘剂加入去离子水中高速搅拌分散，得到高聚合物微球粒子涂覆液；提供基膜；将所述高聚合物微球粒子涂覆液采用连续涂层制备工艺涂覆于所述基膜的表面，烘干，制得隔膜。具体的，在所述高聚合物微球粒子涂覆液中，所述高聚合物微球粒子的质量分数为3％-15％，其分散剂、润湿剂和助粘剂的添加没有特别的限定，可根据实际需要进行调整，以制得符合涂覆要求的涂覆液为准即可。进一步的，考虑到环保且降低成本，本专利技术中所述的高聚合物微球粒子涂覆液优选采用水系浆料，所述的分散剂、润湿剂和助粘剂均选自水系添加剂，优选的，所述分散剂选自聚丙烯酸铵盐类分散剂，所述润湿剂选自聚醚硅氧烷类，所述助粘剂选自丙烯酸酯或丙烯腈类。进一步的，该制备方法所述的高速搅拌分散没有具体限定，只要能实现制成均本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池隔膜，其由基膜和涂覆于基膜表面的涂覆层构成，其特征在于，所述涂覆层包括高聚合物微球粒子且所述涂覆层具有多个微孔结构，所述高聚合物微球粒子为高分子聚合物，其分子量在5×10

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜，其由基膜和涂覆于基膜表面的涂覆层构成，其特征在于，所述涂覆层包括高聚合物微球粒子且所述涂覆层具有多个微孔结构，所述高聚合物微球粒子为高分子聚合物，其分子量在5×105至10×105，其直径在1-15μm，应变力不小于5％，离子电导率不小于10-6S/cm。


2.如权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述基膜的拉伸强度要求为MD>100Mpa、TD>30Mpa，断裂伸长率要求为MD>60％、TD>60％。


3.如权利要求2所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述基膜选自PP膜、PE膜、PP/PE复合膜或陶瓷涂覆膜。


4.如权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述涂覆层在所述基膜的表面单面涂覆或双面涂覆，其中，任一单面涂覆层厚度控制在1-15μm，涂布面密度为0.5-15g/m2。


5.如权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述高聚合物微球粒子为甲基乙烯基苯基硅橡胶。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，陈萌，曹勇，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34