[發明專利]電化學電源復合隔膜及其制備方法

無效

• 申請號: 201210257525.4
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN103579551A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 周明杰;袁賢陽;王要兵
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;B32B5/24;B32B27/04
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于電化學電源技術領域，具體涉及一種電化學電源復合隔膜及其制備方法。

背景技術

隨著人類生產力的發展，越來越多的汽車行駛在城市、鄉村的大街小巷中。汽車的普及給人們的生活帶來了極大的便利。然而，伴隨而來的問題也越來越嚴重。石油等不可再生能源的消耗不斷加速，汽車尾氣的排放給環境造成的影響也不斷擴大。目前，人們為了解決這些問題提出發展電動汽車，以期取代傳統汽車。而關鍵在于是否有能量密度、功率密度足夠大，循環壽命足夠長、安全可靠的動力電池取代內燃機。其中，電源的安全性是重中之重。對于電化學電源（電源鋰離子電池和超級電容器），一個重要的安全隱患就是因為過充或過放或短路導致電源內部的溫度急劇升高從而導致燃燒或者爆炸。若電源本身具有良好的導熱性，能夠快速的將熱散發出去，就能有效的降低這種安全隱患。

目前，在電化學電源如鋰離子電池普遍采用的隔膜為多孔聚烯烴隔膜。由于多孔聚烯烴隔膜是聚合物，其導熱性很差，不能將充放電過程中產生的熱及時導出，會導致電源中溫度急劇升高。又由于多孔聚烯烴隔膜是聚合物，其本身耐熱性差，當溫度接近隔膜熔點（聚乙烯隔膜130℃、聚丙烯隔膜160℃）時，這種隔膜就會發生收縮甚至破裂，從而使電源內部有可能發生正負之間直接接觸而短路，引發電池安全性隱患，如燃燒、爆炸等現象。

因此，為提高電源的安全性能，使其滿足作為動力電源的要求，如何開發出一種導熱性能好，熱穩定性高的隔膜是急需克服的一技術難題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種導熱性能好，熱穩定性高的電化學電源復合隔膜。

本發明的另一目的在于提供一種工藝簡單、成本低的電化學電源復合隔膜制備方法。

為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

一種電化學電源復合隔膜，包括無紡布隔膜層和結合在所述無紡布隔膜層表面的有機-無機復合層；所述有機-無機復合層包含有機黏結劑、氮化鋁、無機納米纖維和有機溶劑配方組分；其中，所述有機黏結劑的質量占所述有機黏結劑與有機溶劑總質量的1%～50%，所述氮化鋁、無機納米纖維的質量分別占所述有機黏結劑、氮化鋁、無機納米纖維和有機溶劑總質量1%～49%，所述氮化鋁與無機納米纖維的質量之和占所述有機黏結劑、氮化鋁、無機納米纖維和有機溶劑總質量30%～50%。

以及，一種電化學電源復合隔膜的制備方法，包括如下步驟：

將有機黏結劑、氮化鋁、無機納米纖維和有機溶劑組分進行混合，配制成有機-無機懸浮液；其中，所述有機黏結劑的質量占所述有機黏結劑與有機溶劑總質量的1%～50%，所述氮化鋁、無機納米纖維的質量分別占所述有機黏結劑、氮化鋁、無機納米纖維和有機溶劑總質量1%～49%，所述氮化鋁與無機納米纖維的質量之和占所述有機黏結劑、氮化鋁、無機納米纖維和有機溶劑總質量30%～50%；

將所述有機-無機懸浮液涂覆在無紡布隔膜表面，并在無氧的條件下干燥，得到所述電化學電源復合隔膜。

上述電化學電源復合隔膜采用無紡布隔膜層為基體，有效增強了該電化學電源復合隔膜的強度、柔性，提高了其耐熱性，有效防止了其因受熱發生收縮或破裂的現象發生。有機-無機復合層含有具有優異導熱性能的氮化鋁，能將電源在充放電過程中產生的熱快速及時導出，從而提高了電化學電源復合隔膜的導熱性能，使得該電化學電源復合隔膜具有高的熱穩定性能，從而有效避免了現有隔膜因受熱收縮甚至破裂，導致電源內部有可能發生正負之間直接接觸而短路，引發電池安全性隱患的發生。有機-無機復合層含有的無機納米纖維能有效的提高該電化學電源復合隔膜的機械強度。另外，有機-無機復合層通過其的配方組分之間以及與無紡布隔膜層之間的協同作用，能使得有機-無機復合層能與無紡布隔膜層緊密結合，增強了電化學電源復合隔膜的導熱性能和機械強度，防止有機-無機復合層的脫落，提高了復合隔膜的安全性，延長了電化學電源復合隔膜的使用壽命。

上述電化學電源復合隔膜制備方法將有機-無機復合層漿料直接涂覆在無紡布隔膜層為基體表面，干燥即可，工藝簡單，條件易控，對設備要求低，生產效率，生產成本低，適于工業化生產。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1為本發明實施例電化學電源復合隔膜的一種結構示意圖；

圖2為本發明實施例電化學電源復合隔膜制備方法的工藝流程圖。

具體實施方式