[發(fā)明專利]交聯(lián)多層多孔聚合物隔膜電池分隔件

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310757409.3
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104425790A
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: X·黃
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;B32B27/08;B32B37/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄧雪萌;譚祐祥

1.一種用于分離電化學(xué)電池單元中的電極的分隔件隔膜結(jié)構(gòu)，所述分隔件隔膜結(jié)構(gòu)為厚度不大于約50微米的、平坦但可折疊或可卷繞的微孔層的形式，所述分隔件包括(i)交聯(lián)聚烯烴和(ii)超高分子量聚乙烯的共擠的、共同延伸的層的兩層結(jié)構(gòu)，或兩個交聯(lián)聚烯烴外層和超高分子量聚乙烯中心層的共同延伸的三層結(jié)構(gòu)，分隔件結(jié)構(gòu)的孔體積是分隔件結(jié)構(gòu)的外部輪廓體積的20％至70％，交聯(lián)聚烯烴提供當(dāng)被加熱最高達(dá)約150℃的溫度時(shí)具有耐收縮性的隔膜結(jié)構(gòu)，并且超高分子量聚乙烯用于在其過熱時(shí)熔化并堵塞所述分隔件的孔。

2.如權(quán)利要求1所述的分隔件結(jié)構(gòu)，其中，所述交聯(lián)聚烯烴由可水固化聚乙烯、可水固化聚丙烯或者乙烯和丙烯的可水固化共聚物形成。

3.如權(quán)利要求1所述的分隔件結(jié)構(gòu)，其中，所述交聯(lián)聚烯烴與乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物混合，或者與聚丙烯酸接枝聚乙烯混合，其含量最高達(dá)按重量計(jì)的交聯(lián)聚烯烴的大約100％。

4.如權(quán)利要求1所述的三層分隔件結(jié)構(gòu)，其中，所述交聯(lián)聚烯烴是水固化的硅烷接枝聚乙烯。

5.如權(quán)利要求1所述的三層分隔件結(jié)構(gòu)，其中，所述交聯(lián)聚烯烴是水固化的硅烷接枝的聚丙烯。

6.如權(quán)利要求1所述的三層分隔件結(jié)構(gòu)，其中，所述交聯(lián)聚烯烴是水固化的硅烷接枝的乙烯和丙烯共聚物。

7.一種鋰離子電化學(xué)電池單元，包括能夠被鋰滲透的陽極、能夠被鋰滲透的陰極、包含與陽極和陰極中的每個液體接觸的液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子以及將陽極和陰極物理地分開并且被液態(tài)電解質(zhì)滲透的微孔分隔件，所述分隔件結(jié)構(gòu)包括：

多孔隔膜結(jié)構(gòu)，其厚度不大于約50微米，所述分隔件包括(i)交聯(lián)聚烯烴和(ii)超高分子量聚乙烯的共擠的、共同延伸的層的兩層結(jié)構(gòu)，或兩個交聯(lián)聚烯烴外層和超高分子量聚乙烯中心層的共同延伸的三層結(jié)構(gòu)，分隔件結(jié)構(gòu)的孔體積是分隔件結(jié)構(gòu)的外部輪廓體積的20％至70％，交聯(lián)聚烯烴提供當(dāng)被加熱最高達(dá)150℃的溫度時(shí)具有耐收縮性的隔膜結(jié)構(gòu)，并且超高分子量聚乙烯用于在其過熱時(shí)熔化并堵塞所述分隔件的孔。

8.如權(quán)利要求7所述的鋰離子電化學(xué)電池單元，其中，所述分隔件的交聯(lián)聚烯烴由可水固化聚乙烯、可水固化聚丙烯、或者乙烯和丙烯的可水固化共聚物形成。

9.如權(quán)利要求7所述的鋰離子電化學(xué)電池單元，其中，所述分隔件的交聯(lián)聚烯烴與乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物混合，或者與聚丙烯酸接枝聚乙烯混合，其含量最高達(dá)按重量計(jì)的交聯(lián)聚烯烴的大約100％。

10.一種用于制備鋰離子電化學(xué)電池單元的分隔件的方法，所述方法包括：

共擠(i)混合有碳?xì)浠衔锼芑瘎┯偷目山宦?lián)聚烯烴的熔化物以及(ii)混合有碳?xì)浠衔锼芑瘎┯偷某叻肿恿烤垡蚁┑娜刍铮孕纬煽山宦?lián)聚烯烴和超高分子量聚乙烯的共同延伸膜的兩層結(jié)構(gòu)，或可交聯(lián)聚烯烴的兩個外層和超高分子量聚乙烯的中心層的三層結(jié)構(gòu)，擠出物具有用于獲得鋰離子電化學(xué)電池單元的一個或多個分隔件隔膜的形狀和面積；

冷卻共擠層，以形成厚度最高達(dá)約500微米的固體層狀結(jié)構(gòu)；

拉伸固體層狀結(jié)構(gòu)并且從所述固體層狀結(jié)構(gòu)中提取碳?xì)浠衔锼芑瘎┯停孕纬煞指艏裟そY(jié)構(gòu)，所述分隔件隔膜結(jié)構(gòu)的孔體積是分隔件結(jié)構(gòu)的輪廓體積的20％至70％；以及

固化所述可交聯(lián)聚烯烴。