[發明專利]一種鋰離子電池隔膜的制備方法及鋰離子電池隔膜

有效

• 申請號: 201210544045.6
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN103085296A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 于長溥;張羽標
• 申請（專利權）人: 深圳中興創新材料技術有限公司
• 主分類號: B29D7/01
• 分類號: B29D7/01;H01M2/16
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 羅瑤

技術領域

本申請涉及電池隔膜領域，特別是涉及一種鋰離子電池隔膜的制備方法，以及由該方法制備的鋰離子電池隔膜。?

背景技術

隨著鋰離子電池的不斷發展和電池工藝的多樣化，尤其是動力汽車和大容量儲能電池為了能夠實現高倍率快速放電而對鋰電池隔膜提出了很高的要求，既希望隔膜具有較高的孔隙率及通孔，又對耐高溫性能提出了很高的要求，這樣傳統的單層聚烯烴電池隔膜，如PP膜、PE膜，就滿足不了耐高溫的性能。在這個基礎上國內外很多專利公開了在單層PP、PE的表面涂上耐高溫的無機涂層或耐高溫有機物，這又將導致部分微孔被堵住造成孔隙率和透氣性降低，滿足不了高倍率快速放電的需求，而且多了涂覆烘干的工序和設備導致成本增加，并且，在加工使用過程中，部分無機粒子還會從基膜上脫落導致一系列的安全問題。?

發明內容

本申請的目的是提供一種新組分配比的鋰離子電池隔膜及其制備方法。?

為了實現上述目的，本申請采用了以下技術方案：?

本申請的一方面公開了一種鋰離子電池隔膜的制備方法，該方法包括，在有機溶劑中先后加入無機粒子和擠出級的PVDF樹脂，攪拌均勻制成混合漿料，并將混合漿料擠出成基膜；其中攪拌速度為100-300rpm/min，并且攪拌速度由慢到快進行。?

進一步的，PVDF樹脂與無機粒子的質量比為40-50：8-29，優選的，質量比為40-50：19-29。?

更進一步的，混合漿料的粘度為0.4-0.7Pa.s。?

本申請的制備方法中，無機粒子選自硅、鈦、鋁、硅氧化物、鈦氧化物、鋁氧化物中的一種或幾種。?

進一步的，有機溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和丁內酯中的至少一種。?

本申請的制備方法具體包括，?

a.將8-29質量份的無機粒子加入到30-40質量份的有機溶劑中，100-300?rpm/min攪拌均勻，形成無機粒子懸浮液；?

b.向均勻分散的無機粒子懸浮液中加入40-50質量份的PVDF樹脂，100-300rpm/min攪拌均勻，即獲得混合漿料，且攪拌速度高于步驟a中的攪拌速度，即獲得混合漿料；?

c.將混合漿料擠出成基膜，對基膜進行熱處理、拉伸以及高溫定型后即制成鋰離子電池隔膜。?

本申請的制備方法中，優選的，步驟a為，將19-29質量份的無機粒子加入到30-40質量份的有機溶劑中，100-300rpm/min攪拌均勻，形成無機粒子懸浮液。?

進一步的，在步驟a中，將無機粒子加入到有機溶劑之前，先向有機溶劑中加入0.5-1.5質量份的添加劑。?

本申請的制備方法中，添加劑包括偶聯劑、抗氧化劑、分散劑中的至少一種。優選的添加劑為硅烷類550分散劑。?

本申請的另一面公開了一種由本申請的制備方法所制備的鋰離子電池隔膜。?

由于采用以上技術方案，本申請的有益效果在于：?

本申請的方法制備出的電池隔膜不僅能夠到達較高的耐高溫性能，同時還不會影響孔隙率，也不會影響隔膜的成膜性、加工性能。既保留了單層隔膜孔隙率高、通孔好的特點；并且，由于無機粒子是直接和PVDF樹脂混勻的，又避免了在隔膜表面涂布無機粒子層所帶來的額外工序和設備，以及由涂層無機粒子掉落所引起的一系列安全問題。?

具體實施方式

現有技術中，一般的聚烯烴微孔膜經過135℃處理，其收縮率大于10%，甚至導致微孔膜破裂，耐高溫性能不好；為了提高微孔膜的耐高溫性能，在其表面涂覆無機粒子層后，雖然其耐高溫性能有所提高，但是，會影響微孔膜的孔隙率，使得孔隙率降低到30%以下。因此，既要保證單層隔膜的優點，又要保障其耐高溫性能和孔隙率是一個很大的難點。?

本申請提供的新的鋰離子電池隔膜的制備方法，即很好的解決了該技術問題，該方法先將無機粒子加入有機溶劑中攪拌混勻，制成無機粒子懸浮液，然后再向無機粒子懸浮液中加入擠出級的PVDF樹脂，攪拌混勻，制成混合漿料，直接將混合漿料擠出成基膜，然后采用常規的熱處理、拉伸等步驟將基膜拉伸?成多孔薄膜，即本申請的鋰離子電池隔膜。其中攪拌的速度為100-300rpm/min，并且攪拌速度由慢到快進行。?