[發明專利]一種鋰離子電池用復合隔膜的制備方法

有效

• 申請號: 201110222209.9
• 申請日: 2011-08-04
• 公開（公告）號: CN102407623A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 姜濤;張克金;王丹;安宇鵬;王金興;榮常如;魏曉川;許德超
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B32B27/00;H01M2/16
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王薇

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池用復合隔膜的制備方法，特別是涉及一種由無機氧化物涂層與有機隔膜基體組成的復合隔膜的制備方法。

背景技術

品質與價格是決定一種技術應用范圍的主要因素。目前，鋰離子電池的價格受原材料成本的制約依然居高不下，而且安全性能也亟待提升。隔膜是鋰離子電池中非常重要的組成部分，對鋰電池的成本以及安全性能等有著非常巨大的影響，因此，不斷研究新型的隔膜材料對提高鋰離子電池的綜合性能具有十分重要的意義。

隔膜應該是一種良好的電子絕緣體和離子的導體，在保證正負極不發生短路的情況下，同時能讓鋰離子容易通過。目前，商用鋰離子電池隔膜主要有聚乙烯單層膜、聚丙烯單層膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層膜。這些隔膜使得電池具有很好的自我保護功能，當突然發生外部短路或者溫度升高時，隔膜將發生熱熔化而導致孔結構關閉，從而切斷電流，使電池停止工作。然而，當電池進一步升溫時，隔膜也會發生熔融，使得電池發生大面積內部短路，引起電池著火、爆炸等嚴重安全問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池用復合隔膜的制備方法，其工藝簡單，隔膜具有很強的機械性能和很高的孔隙率；另外，該方法制備的鋰離子電池隔膜不但具有遮斷保護功能，而且當溫度進一步升高時并不會發生熔融狀況，具有很高的安全性能。

本發明的技術方案是這樣實現的：一種鋰離子電池用復合隔膜的制備方法，其中復合隔膜由無機氧化物涂層和有機隔膜基體組成；其特征在于制備方法為磁控濺射法，包括如下步驟：

1.將有機隔膜基體材料裁成矩形放入磁控濺射腔體內；

2.將無機氧化物靶材放入磁控濺射腔體內；

3.調整磁控濺射設備的氣壓參數為0.1~1.0Pa、濺射功率參數為30~50W、濺射時間參數為1~30min；

4.運行設備，在有機隔膜兩側濺射無機氧化物，制得復合鋰離子電池隔膜；

其中，步驟1所述有機隔膜基體包括聚丙烯單層膜、聚乙烯單層膜、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層膜、無紡布；

步驟2中所述無機氧化物靶材為SiO₂、Al₂O₃、ZnO、ZrO₂中的一種或幾種的混合物；

步驟3中的氣壓參數最佳參數為0.3Pa；濺射功率最佳功率為40W；濺射時間最佳濺射時間為5min。

本發明的積極效果是提供一種鋰離子電池用復合隔膜的簡便制作方法，該方法制作的鋰離子電池隔膜不但具有遮斷保護功能，而且當溫度進一步升高時并不會發生熔融狀況，具有很高的安全性能。另外，通過該方法制備的復合隔膜還具有很強的機械性能和很高的孔隙率，大大地提高了鋰離子電池的綜合性能。而且，采用本發明提供的鋰離子電池隔膜的制作方法，生產工藝簡單。

附圖說明

圖1為復合隔膜結構示意圖，其中“1”是有機隔膜基體層，“2”是無機氧化物涂層。

具體實施方式

下面通過實施例對本發明進行具體描述，但不等同于限制本發明，對于本領域的技術人員依照本發明進行的更改，均應包含在本發明的保護范圍之內。

實施例1：

將尺寸為20mm×30mm的矩形聚丙烯隔膜1和直徑為40mm的Al₂O₃靶材分別放入現有磁控濺射設備室的相應位置內，再將磁控濺射設備的氣壓調節到0.3Pa，把濺射功率調節到35W，開始濺射。當濺射時間為6min后，停止設備，得到單面具有Al₂O₃涂層2的隔膜。將該隔膜位置翻轉后重復上述操作，即得到雙面具有Al₂O₃涂層的復合鋰離子電池隔膜。

實施例2：

將尺寸為20mm×30mm的矩形聚乙烯隔膜1和直徑為40mm的SiO₂靶材分別放入現有磁控濺射設備室的相應位置內，再將磁控濺射設備的氣壓調節到0.4Pa，把濺射功率調節到40W，開始濺射。當濺射時間為8min后，停止設備，得到單面具有SiO₂涂層2的隔膜。將該隔膜位置翻轉后重復上述操作，即得到雙面具有SiO₂涂層的復合鋰離子電池隔膜。

實施例3：