[發(fā)明專利]聚四氟乙烯鋰離子電池隔膜及制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910096297.5
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN101826606A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設計）人: 蔣新龍
• 申請（專利權）人: 麗水學院
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;C08J5/22;C08L27/18;C08L23/12;C08L23/06;C08L27/16;B32B3/24;B32B27/08
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技術領域

本發(fā)明涉及一種聚四氟乙烯鋰離子電池隔膜及制備方法

背景技術

鋰離子電池具有高比能量、長循環(huán)壽命、無記憶效應的特性；不含鉛、鎘等有害物質，不污染環(huán)境，屬綠色環(huán)保電池；又具有安全、可靠且能快速充放電等優(yōu)點，因而成為近年來新型電源技術研究的熱點。鋰離子電池可廣泛用于便攜式電子產品，如：手機、筆記本電腦、攝錄像機等所需的充電電池，還可作為電動汽車和混合動力車所需的動力電源等。鋰離子電池發(fā)展極快，深受各國所重視。鋰離子電池主要由正負電極材料、電解質及隔膜組成。在鋰離子電池正極與負極之間有一膜材料，通常稱為隔膜，它是鋰離子電池的重要組成部分。隔膜的主要作用是：(1)、隔離正、負極并使電池內的電子不能自由穿過；(2)、能夠讓離子(電解質液中)在正負極間自由通過。鋰離子電池中隔膜性能的優(yōu)劣決定電池性能的好壞，隔膜的發(fā)展及性能的提高促進著電池的發(fā)展及性能的提高。

目前商品化鋰離子電池的隔膜材料主要仍采用聚乙烯、聚丙烯微孔膜或在聚乙烯、聚丙烯微孔膜基礎上涂覆改性材料形成的復合膜。如據《中國科技產業(yè)》2003年第1期報道，我國已開發(fā)出以聚丙烯為主要原料，經熔融、拉伸、熱定型等工藝，制備出微孔聚丙烯鋰離子電池隔膜材料。如公開號為CN1481036A的專利“一種無萃取復合聚合物鋰離子電池隔膜及制備方法”即是在聚乙烯、聚丙烯微孔膜網架上涂布填充基體而形成的復合膜。又如公開號為CN101271965A的專利“鋰離子電池隔膜及其制備方法”，公開號為CN?1978037A的專利“聚烯烴微多孔膜的制造方法”，公開號為CN?101271967A的專利“一種熱穩(wěn)定性鋰離子電池隔膜”等均是以聚乙烯或聚丙烯為主體材料來制備鋰離子電池隔膜。然而，我國雖然已經掌握了生產隔膜的技術，但是隔膜設備的投資需要上億的資金。所以到目前為止形成工業(yè)化規(guī)模生產的還很少。同時，根據資料顯示聚乙烯、聚丙烯鋰離子電池膜也存在許多缺點，比如吸液性較差，不利于鋰離子遷移，造成電池大電流充放困難；聚丙烯難于粘接，使隔膜與正負極板結合不緊密，影響比能量；生產成本高，設備復雜，價格較高等。

目前國內生產聚四氟乙烯微濾膜生產工藝已日趨成熟，如公開號為CN1102748A的專利“聚四氟乙烯多孔膜及其制造方法”介紹的將聚四氟乙烯未燒成體在特定溫度下拉伸，制成的聚四氟乙烯多孔膜，主要適用于捕集在半導體工業(yè)等的清潔室中使用的空氣等氣體中的懸浮微粒。又如申請?zhí)?41120570的“用聚四氟乙烯制備多孔膜”和申請?zhí)?51133470的“聚四氟乙烯多孔膜的制造方法”兩項發(fā)明專利介紹的將聚四氟乙烯樹脂經過擴張成膜，在特定溫度和時間下定型所制的膜，主要應用于加工防水透氣的復合織物。聚四氟乙烯，俗稱塑料王，具有耐高、低溫；耐強酸、堿和有機溶劑；抗氧化能力強等特點。用聚四氟乙烯制成的微濾膜，具有電池隔膜所需的較高孔隙率，較低的電阻，較高的抗撕裂強度，良好的彈性等性能，而且還具有良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，在125℃強酸、強堿和強氧化還原環(huán)境中性能穩(wěn)定，比聚乙烯、聚丙烯微孔膜性能更優(yōu)良，尤其是其良好的抗氧化還原性能對提高鋰離子電池的使用壽命和使用安全性更具優(yōu)越性。但由于聚四氟乙烯的熔點高于聚乙烯、聚丙烯，所以在電池過熱自熔，關閉微孔，終止放電方面需要通過復合低熔點聚合物來解決。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是公開一種聚四氟乙烯鋰離子電池隔膜及制備方法，它是以聚四氟乙烯多孔膜做基材，在聚四氟乙烯多孔膜的一個或兩個表面浸漬、涂布或噴涂一層聚合物，干燥熱壓定型而成復合膜。聚四氟乙烯多孔膜具有較高的抗撕裂強度，良好的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和抗氧化性，可提高鋰離子電池的使用壽命和使用安全性。聚合物涂層遇高溫能熔融關閉膜孔，使隔膜變?yōu)榻^緣體，防止電解質通過，從而達到遮斷電流終止放電的目的，提高電池的使用安全性。

本發(fā)明的方法采用如下技術方案實現：

本發(fā)明公開的聚四氟乙烯鋰離子電池隔膜及制備方法，先將聚四氟乙烯樹脂通過雙向拉伸制膜技術，制成膜厚為10μm～50μm，平均孔徑在0.1μm～15μm的多孔膜，然后在其一面或二面涂覆聚合物材料懸浮液，干燥固定后用80℃～100℃的加熱輥熱壓成型后形成復合隔膜，所制備的隔膜，膜厚度為15μm～60μm，其平均孔經在0.01μm～10μm，膜孔自閉溫度100℃～140℃。

具體實施方式

下面的實施例可以使本專業(yè)技術人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。

實施例1：