[發明專利]鋰離子二次電池隔膜復合膜及其制造工藝

無效

• 申請號: 200810067765.1
• 申請日: 2008-06-13
• 公開（公告）號: CN101304082A
• 公開（公告）日: 2008-11-12
• 發明（設計）人: 梁金
• 申請（專利權）人: 梁金
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;B32B27/32;B32B27/34
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 滿群

技術領域

本發明涉及一種作為運輸工具使用的動力鋰離子二次電池或者作為電動工具等設備使用的功率型二次鋰離子電池。特別涉及一種在鋰離子電池二極片間原有的鋰離子電池隔膜中覆設聚酰亞胺(PI)改性膜的鋰離子電池隔膜復合膜及其聚酰亞胺(PI)改性膜的制造工藝。

背景技術

目前，公知的二次鋰離子電池隔膜均采用單層PE或PP隔膜或復合PP/PE/PP隔膜的鋰離子電池，其安全性無法保證，尤其是在筆記本電腦等數碼設備或大功率設備或運輸工業上應用時，面臨燃燒、爆炸等安全隱患，而且還存在過充、過流、加熱、擠壓、跌落等所帶來的安全隱患。

CN200610000611.1公開了一種“電池隔膜及其制備方法以及含該隔膜的鋰離子二次電池”。它的目的是提供一種機械強度好、耐熱性能好的電池隔膜及其制備方法以及鋰離子二次電池。其技術方案：電池隔膜包括基材和分布在基材上的孔，其中，所述基材含有聚酰亞胺。電池隔膜的制備方法包括將含有基材、成孔物質和溶劑的溶液成膜，并在低于基材玻璃化溫度下除去成孔物質。其不足之處在于：其制備方法中通過前工序加入成孔物質，后工序除去成孔物質的辦法制成孔膜，使得工藝復雜，導致成品成本高，難以商業化應用。

發明內容

本發明的目的在于克服上述公知技術中的不足之處，提供一種在原有鋰離子電池隔膜上覆設一層聚酰亞胺(PI)改性膜的復合層結構，將極大地提升鋰離子電池的過充性能、過流性能、加熱性能(≥150℃)、擠壓性能、跌落性能等鋰離子電池的安全性能，使得鋰離子電池在使用過程中不燃燒、不爆炸，為鋰離子電池在大功率設備或運輸工具上的商業化使用提供安全保障的鋰離子電池隔膜復合膜。本發明的另一目的是提供一種鋰離子二次電池隔膜復合膜的聚酰亞胺(PI)膜不需要成孔物質，成膜時即為多孔膜的聚酰亞胺(PI)改性膜的制造工藝。

本發明的目的可以通過以下措施來達到：

這種鋰離子二次電池隔膜復合膜，包括鋰離子電池的兩個極片，其特殊之處在于：所述鋰離子電池兩極片之間的鋰離子電池隔膜是聚酰亞胺(PI)膜與普通隔膜的復合層結構。

所述聚酰亞胺(PI)是主鏈含有酰亞氨基團(-C-N-C-)的聚合物。

所述普通隔膜是PE膜、PP膜、PE膜與PP膜的一種或數種復合結構。

所述復合膜結構由聚酰亞胺(PI)膜、普通隔膜各自成膜后疊合的復合層結構。

所述復合膜結構由夾設于兩層普通隔膜之間的聚酰亞胺(PI)膜、且各自成膜后疊合的復合層組成。

所述復合膜結構由夾設于兩層聚酰亞胺(PI)膜之間的普通隔膜、且各自成膜后疊合的復合層組成。

所述復合層結構由聚酰亞胺(PI)膜與普通隔膜復合而成的多層聚合物膜結構。

所述聚酰亞胺(PI)膜設有若干孔徑≥5納米的微孔，且空隙率大于25％。

本發明的目的還可以通過以下措施來達到：

這種鋰離子二次電池隔膜復合膜，包括鋰離子電池的兩個極片，其特殊之處在于：所述鋰離子電池兩極片之間的鋰離子電池隔膜是孔隙率≥25％、孔徑≥5納米、熔融溫度≥200℃的多孔膜與普通隔膜的復合層結構。

所述普通隔膜是PE膜、PP膜、PE膜與PP膜的一種或數種復合結構。

所述復合膜結構由孔隙率≥25％、孔徑≥5納米、熔融溫度≥200℃的多孔膜、普通隔膜各自成膜后疊合的復合層結構。

所述復合膜結構由夾設于兩層普通隔膜之間的孔隙率≥25％、孔徑≥5納米、熔融溫度≥200℃的多孔膜、且各自成膜后疊合的復合層組成。

所述復合膜結構由夾設于兩層分別由孔隙率≥25％、孔徑≥5納米、熔融溫度≥200℃構成的多孔膜之間的普通隔膜、且各自成膜后疊合的復合層組成。

本發明的目的還可以通過以下措施來達到：

這種制備權利要求1所述鋰離子二次電池隔膜的方法，其特殊之處在于：將聚酰亞胺(PI)的前驅體與溶劑混合反應成低聚物溶液，然后將該低聚物溶液成膜或紡絲后成多孔膜，并在＞200℃下轉化成聚酰亞胺(PI)或含有聚酰亞胺(PI)成份的多孔膜。

本發明相比公知技術，具有如下積極效果：

1、過充性能：電流≥10C₅(A)電壓≥10V時，對鋰離子二電池進行過充電，鋰離子電池不燃燒、不爆炸。

2、加熱性能：鋰離子電池在＞150℃的溫度下加熱并保持2小時以上，鋰離子電池不燃燒、不爆炸。