[發(fā)明專利]耐熱多孔隔離膜及其制造方法

有效

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• 申請日: 2014-03-21
• 公開（公告）號: CN103972449B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發(fā)明（設計）人: 陳瑞宏;林士斌
• 申請（專利權(quán)）人: 明基材料有限公司;明基材料股份有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;C08J9/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明關(guān)于一種耐熱多孔隔離膜，且特別是有關(guān)于一種用于鋰離子電池的耐熱多孔隔離膜及其制造方法。

背景技術(shù)

隔離膜是一種高分子薄膜，應用于鋰離子電池，其介于正極與負極之間以防止正負電極材料之間產(chǎn)生物理性接觸而產(chǎn)生短路。同時，隔離膜的微孔特性允許電解液中的自由離子于其間通過，使電池產(chǎn)生電壓。然而，當隔離膜的耐熱性不佳時，會導致隔離膜的尺寸收縮率提高，因此造成正負極材料直接接觸所引發(fā)的短路機率也因而提升。再者，隔離膜多半由聚烯烴等非極性材料所制得，而電解液中所使用的溶劑為極性溶劑。如此一來，隔離膜對于電解液的吸液比很低，使離子導電度下降而造成電池的效能降低。因此，如何提高隔離膜的耐熱性及使其對于電解液有良好的吸液比是相當重要的。

目前為了提高隔離膜的耐熱性，一般制法是于隔離膜表面涂布具無機粒子的耐熱涂層，無機粒子例如為氧化鋁、二氧化鈦或二氧化硅等。但此方法極有可能因無機粒子與隔離膜的附著性不佳而導致無機粒子的脫落，而造成隔離膜的性能下降或電池的安全性不足等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于上述問題，本發(fā)明提出一種耐熱多孔隔離膜，其具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、對電解液具有良好的吸液比值及較佳的刺穿強度，同時可避免先前技術(shù)中所提到多孔隔離膜使用中無機粒子脫落等問題。

本發(fā)明提供的耐熱多孔隔離膜包含基材，此基材具有多孔結(jié)構(gòu)；第一耐熱樹脂層，其設置于上述基材的第一表面，此耐熱樹脂層由聚乙烯基乙酰胺均聚 物，或由聚乙烯基乙酰胺與丙烯酸鈉形成的共聚物所組成。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，基材為含聚烯烴、聚酯或聚酰胺的單層或多層的多孔結(jié)構(gòu)基材。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，形成耐熱樹脂層的耐熱樹脂的重量平均分子量范圍為20萬至150萬之間。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，耐熱多孔隔離膜的吸液比值為3.0以上，且耐熱多孔隔離膜延伸方向的熱收縮率小于或等于5%。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，耐熱多孔隔離膜的透氣率(Gurley)為12至30(sec/10cc)。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，上述耐熱多孔隔離膜還包括第二耐熱樹脂層，其設置于上述基材第二表面，其中，第二表面與第一表面相對，上述第二耐熱樹脂層由聚乙烯基乙酰胺均聚物，或由聚乙烯基乙酰胺與丙烯酸鈉形成的共聚物所組成。

本發(fā)明亦提出一種耐熱多孔隔離膜的制造方法，利用此方法制得的耐熱多孔隔離膜具有優(yōu)異的尺寸安定性、對電解液具有良好的吸液比及較佳的刺穿強度，同時可避免先前技術(shù)中所提到的粒子脫落等問題。

上述耐熱多孔隔離膜的制造方法包含：提供基材，此基材具有多孔結(jié)構(gòu)；將固含量為1%至7%的耐熱樹脂溶液涂布于此基材第一表面以形成第一耐熱樹脂層，其中，形成此耐熱樹脂溶液的耐熱樹脂為聚乙烯基乙酰胺均聚物，或為聚乙烯基乙酰胺與丙烯酸鈉形成的共聚物；將此具有第一耐熱樹脂層的基材進行干燥以制得耐熱多孔隔離膜。

根據(jù)本發(fā)明的一實施例，基材為含聚烯烴、聚酯或聚酰胺的單層或多層的多孔結(jié)構(gòu)基材。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，耐熱樹脂的重量平均分子量范圍為20萬至150萬之間。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，耐熱樹脂溶液中所使用的溶劑為水、乙醇、乙二醇、異丙醇或其組合。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施例，由上述制造方法制得的耐熱多孔隔離膜的吸液比值為3.0以上，且耐熱多孔隔離膜延伸方向的熱收縮率小于或等于5%。

根據(jù)本發(fā)明之另一實施例，由上述制造方法制得的耐熱多孔隔離膜的透氣率(Gurley)為12至30(sec/10ml)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，上述制造方法還包括：將固含量為1%至7%的耐熱樹脂溶液涂布于基材第二表面以形成第二耐熱樹脂層，其中，第二表面與第一表面相對，形成此第二耐熱樹脂層的耐熱樹脂為聚乙烯基乙酰胺均聚物，或為聚乙烯基乙酰胺與丙烯酸鈉形成的共聚物；將具有第二耐熱樹脂層的該基材進行干燥以制得耐熱多孔隔離膜。