[發明專利]鋰電池隔膜

有效

• 申請號: 201110461239.5
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103171208A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 鐘立涵;龔丹誠;馮名正;李治宏
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: B32B27/02
• 分類號: B32B27/02;B32B27/12;B32B27/30;B32B27/36;H01M2/16
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

技術領域

本發明涉及一種鋰電池隔膜，特別是涉及一種高耐熱鋰電池隔膜。

背景技術

二次鋰電池因其具有高能量密度等優點，已成為電動車主要能量來源之一。隨著電動車動力需求提高，動力電池能量密度提高，電池功率輸出需求與尺寸也隨之增大，致使在高功率電池運作時會產生更大量的熱。由于電解液為非水性且易燃的溶劑，因此，電池內部零件安全性的提升具有絕對必要性，若無法有效率地將熱能排除，將造成電池溫度上升。

如何防止電池因過熱而導致溶劑起火發生爆炸，安全保證即成為重要課題之一。因此，各方努力研究追求的目標是設計一種鋰電池隔膜，使其具有控制電流，避免電解液直接接觸以及高耐熱的特性，并且具有良好的機械性質以及熱穩定性，不因電極膨脹產生破裂，或是受到壓縮而降低電池功率，以及不因耐熱性不佳破裂造成電池短路等。

發明內容

本發明一實施例提供一種鋰電池隔膜，包括：一聚酯不織布支撐材；一形成于該聚酯不織布支撐材上的聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物層；以及一形成于該聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物層上的紫外光固化或熱固化高分子層。

該聚酯不織布支撐材包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二酯(PPT)、聚對苯二甲酸環己二甲酯(PCT)或上述的組合。

該聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物層包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共聚物、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(PVDF-CTFE)共聚物或其衍生物或組合。該聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物層的熔點介于160～175℃。該聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物層的涂布量(coating?weight)介于35.6～89g/m²。

該紫外光固化或熱固化高分子層包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)或環氧化物。該聚二甲基硅氧烷(PDMS)由末端具有二甲基乙烯基、二甲基己烯基或三甲基硅氧烷基的二甲基硅氧烷或其組合所制備。該聚二甲基硅氧烷(PDMS)為交聯型聚二甲基硅氧烷。該紫外光固化或熱固化高分子層的涂布量介于19.4～36.4g/m²。

本發明所制備的復合隔膜包含三種材料：(1)多孔性聚酯不織布、(2)聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物以及(3)紫外光固化或熱固化高分子，如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或環氧化物(epoxy)的，其中諸如聚二甲基硅氧烷(PDMS)或環氧化物的紫外光固化或熱固化高分子的功能為調整整體復合隔膜的氣體穿透度，而聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物則主要扮演具有耐熱功能的隔離層角色，另外多孔性聚酯不織布則作為高溫下具備尺寸穩定性的支撐層。本發明由上述三種材料所制備而成的復合隔膜可有效提升鋰電池使用的安全性。

附圖說明

圖1是根據本發明一實施例，經200℃、烘烤20分鐘后，本發明復合隔膜的視圖。

具體實施方式

為了使本發明的上述目的、特征及優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例作詳細說明。

本發明一實施例提供一種鋰電池隔膜。鋰電池隔膜包括一聚酯不織布支撐材、一聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物層以及一紫外光固化或熱固化高分子層。聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物層形成于聚酯不織布支撐材上。紫外光固化或熱固化高分子層形成于聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物層上。

上述聚酯不織布支撐材可包括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丙二酯(PPT)、聚對苯二甲酸環己二甲酯(PCT)或其組合，例如聚對苯二甲酸乙二酸環己二甲酯(poly(cyclohexylene?dimethylene?terephthalate)acid，PCTA)或聚對苯二甲酸乙二醇環己二甲酯(poly(cyclohexylene?dimethylene?terephthalate)glycol，PCTG)。

上述聚偏氟乙烯(PVDF)或其衍生物層為多孔性，其可包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)共聚物、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯(PVDF-CTFE)共聚物或其衍生物或組合，熔點介于160～175℃，涂布量介于35.6～89g/m²。