[發明專利]一種抗收縮鋰離子電池改性隔膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201110205381.3
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102891273A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 沈成龍;劉勇;高國興;婁勇剛;劉琳
• 申請（專利權）人: 湖北駱駝特種電源有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;B32B27/32
• 代理公司: 襄陽中天信誠知識產權事務所 42218
• 代理人: 何靜月

技術領域

本發明屬于鋰離子電池隔膜改性處理領域，具體涉及使用偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物改性現用電池隔膜。

背景技術

目前鋰離子動力電池使用的隔膜在120℃左右就會有大幅度收縮，收縮會導致電池的變形，報廢。嚴重的還會導致極片間直接接觸短路起火。生產大功率鋰離子動力電池企業期待有一種耐溫更高的隔膜出現，解決電池使用中溫度過高隔膜收縮的問題。

解決此問題有兩種思路：一種是改變現有隔膜的組成成分使用耐更高溫度的材料替代現用聚乙烯聚丙烯復合膜，此方法可以從根本上解決隔膜收縮問題，但開發周期漫長，成本巨大；另一種方法是通過對現有隔膜改性提高其耐溫性能，對隔膜改性需要兼顧其離子導通性和高溫閉孔性能，因此改性樹脂的選用至關重要。對現有隔膜改性，方法相對簡單，效果顯著，成本在可接受范圍內。

發明內容

本發明的目的在于克服現用隔膜的高溫收縮缺陷而提供一種具有高溫閉孔性和高溫抗收縮性，離子導通性可以滿足鋰離子動力電池大功率放電要求的抗收縮鋰離子電池改性隔膜。

本發明的目的還在于提供上述抗收縮鋰離子電池改性隔膜的制備方法。

本發明的技術解決方案是：在現用隔膜表面涂覆偏氟乙烯與三氟氯乙烯的共聚物樹脂形成耐高溫涂層，長期使用溫度200℃，短期使用溫度250℃。

所述現用隔膜為鋰離子電池所用的PP-PE-PP（聚乙烯—聚丙烯—聚乙烯）三層隔膜。

本發明的抗收縮鋰離子電池改性隔膜的制備方法是：將偏氟乙烯與三氟氯乙烯的共聚物樹脂溶于溶劑制得膠液,?所述的膠液濃度控制在重量比1%—10%，將膠液采用空氣噴涂或無氣噴涂在現用隔膜表面；采用40~80攝氏度低溫烘烤在使膠液在現用隔膜表面干燥形成耐高溫涂層。

所述的耐高溫涂層干膜厚度控制在1微米—10微米。

本發明所述的溶劑選用丙酮或乙酸乙酯。

本發明選取一種符合要求的偏氟乙烯與三氟氯乙烯的共聚物樹脂，溶解在溶劑中配置膠液，通過將膠液噴涂到隔膜上形成均勻的耐溫涂層，以達到對隔膜改性的效果。

本發明技術解決方案中所述的樹脂選用已有的商品牌號F2311，此牌號是由偏氟乙烯（VDF）與三氟氯乙烯（CTFE）按1：1無規共聚而成，乳白色和琥珀色半透明的彈性體，無毒，無臭，不易燃，氯含量在19.1%-20.2%之間，分子量50-100萬，分解溫度為300℃-310℃，耐芳香烴溶劑，可溶于乙酸乙酯、丙酮、四氯化碳等有機溶劑。F2311無規則共聚物具有突出的耐強氧化性和強腐蝕性，良好的耐熱性（長期使用溫度200℃，短期使用溫度250℃），低吸水性等優良特點。

本發明所制的改性隔膜經過實驗驗證離子導通性，高溫閉孔性和高溫抗收縮均滿足鋰離子動力電池大功率放電要求,?具有采用普通噴涂技術能夠制造?且可保持隔膜性能一致的特點。

具體實施方式

將F2311樹脂溶解于丙酮中配置成均勻的膠液，濃度為重量比5%，通過噴槍將膠液均勻的噴涂在現用隔膜表面，形成均勻的涂膜，將經過涂覆的隔膜通過適當溫度的烤箱固化涂膜回收丙酮。涂層厚度可以通過調節膠液濃度和噴涂時噴槍走速來控制。1—10微米合適的涂層厚度決定著改性隔膜的使用性能。