[發(fā)明專利]一種鋰離子二次電池用隔膜及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110361392.0
• 申請日: 2011-11-15
• 公開（公告）號: CN102394283A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄭文耀;柳艷敏;韓繼慶;張永升;千昌富
• 申請（專利權(quán)）人: 中國樂凱膠片集團(tuán)公司
• 主分類號: H01M2/18
• 分類號: H01M2/18;H01M2/16
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;郭紹華

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明屬于新能源領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池用隔膜及其制備方法。

背景技術(shù)

由于電子設(shè)備的的重量減輕和小型化，作為能量密度高且重量輕的鋰離子二次電池已經(jīng)用于廣泛的領(lǐng)域。鋰離子二次電池主要由正極、負(fù)極、非水電解液和隔膜組成。

用于鋰離子二次電池的隔膜必須滿足如下要求：不阻止電極之間的離子傳導(dǎo)、保留電解液、對于電解液具有耐溶劑性等。鋰離子二次電池的隔膜主要為由熱塑性樹脂如聚乙烯或聚丙烯構(gòu)成的多孔膜。

伴隨高容量的動力鋰離子電池的應(yīng)用，特別需要一種厚度薄，但拉伸強度、刺穿強度高，破膜溫度高、高溫特性良好、安全性高的電池用隔膜，同時動力電池內(nèi)活性物質(zhì)的填充密度越高，充放電的鋰的吸留和釋放的電池反應(yīng)越活躍，隨之而來的副反應(yīng)的弊端也增大。所謂副反應(yīng)，是電解液以及電極材料組合物進(jìn)行電化學(xué)分解而產(chǎn)生有機物以及無機物的反應(yīng)。由于該副反應(yīng)生成物從電極表面堆積在隔膜表面或內(nèi)部的孔中，引起隔膜的孔堵塞，使鋰離子的擴散降低，其結(jié)果，電池內(nèi)部電阻上升，容易使循環(huán)特性下降。同時，隔膜的孔隙率低，孔徑的不均勻性亦影響了鋰離子二次電池的循環(huán)性能。所以在高容量的動力鋰離子電池應(yīng)用中，除上述的高溫和安全特性之外，還要求隔膜孔徑大，孔隙率高，孔徑均勻，以保證電池的良好循環(huán)特性。

申請?zhí)枮?00480028364.5的中國專利公開了非水電解液二次電池的隔板和利用它的非水電解液二次電池，該隔板存在如下缺陷：為增大孔徑和孔隙率，在熱塑性樹脂中加入了大比例的無機填料，使隔膜的連續(xù)性惡化，隔膜的性能如拉伸強度和刺穿強度變差；由于加入填料拉伸后形成的孔的結(jié)構(gòu)較大程度上取決于填料的性能，包括填料的粒子大小、形狀、結(jié)構(gòu)、相容性及其含量等，增大了孔的結(jié)構(gòu)的不可控性；另外由于含有大量的填料，對熔體的混煉均勻性、成孔均勻性以及制品的成品率造成困難。所以急需一種既保證隔膜的高孔隙率、大孔徑、成孔均勻，同時又保證其優(yōu)異的拉伸強度和刺穿強度，生產(chǎn)過程簡潔，混煉過程及拉伸成孔工藝過程中易控制成孔結(jié)構(gòu)、成品率高的隔膜的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，提供一種鋰離子二次電池用隔膜。

本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種鋰離子二次電池用隔膜的制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種鋰離子二次電池用隔膜，所述隔膜的孔隙率為50%～70%，平均孔徑范圍為0.1～0.3um，最大孔徑與平均孔徑比為1.10～1.25。

一種優(yōu)選方案，所述隔膜的孔隙率為55%～65%。

一種優(yōu)選方案，所述隔膜的平均孔徑范圍為0.15～0.25um。

一種鋰離子二次電池用隔膜的制備方法，所述制備包括如下步驟：

（1）預(yù)混料：將聚丙烯樹脂、成核劑、抗靜電劑、增塑劑和抗氧化劑按比例混合，得到預(yù)混料；

（2）熔融擠出：在200～250℃條件下將預(yù)混料熔融擠出；

（3）鑄片：在50～70℃條件下冷卻鑄片，得到厚度均勻的片材；

（4）等離子放電處理：在50～70℃條件下，對上述片材進(jìn)行等離子體放電處理30s～60s；

（5）雙向拉伸：在80～120℃下進(jìn)行雙向同步拉伸，縱向拉伸4.5～7.0倍，橫向拉伸4.0～6.5倍；

（6）熱定型：在120～135℃熱定型10～20秒，收卷，得到鋰離子二次電池用隔膜。

上述制備方法，所述預(yù)混料的組成及重量含量為：

聚丙烯樹脂??????????100份；

成核劑?????????????0.2～0.5份；

抗靜電劑???????????0.5～1.0份；

增塑劑????????????????5～10份；

抗氧化劑???????????0.5～1.0份。

上述制備方法，所述聚丙烯脂的等規(guī)度為94%～98%、熔融指數(shù)為1～5g/10min。

上述制備方法，所述成核劑為山梨醇卞叉衍生物或有機磷酸鹽類化合物。

上述制備方法，所述抗氧劑由阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑組成，阻酚類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的重量比為1:2～2:1。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有如下優(yōu)點：?