[發明專利]一種無紡布高分子材料復合隔膜以及應用此隔膜的鋰離子電池

有效

• 申請號: 201410551220.3
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104505483A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 葉新文;顏雪冬;馬偉華;王樹增
• 申請（專利權）人: 寧波維科電池股份有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種無紡布高分子材料復合隔膜以及應用此隔膜的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池與鉛酸、鎘鎳等其他類型的電池相比具有比容量大、工作電壓高、充電速度快、工作溫度范圍寬、循環壽命長、體積小、重量輕、綠色無污染等優點。目前，已廣泛應用于移動電話、筆記本電腦、電動工具等領域，并且其應用范圍越來越廣泛，新型數碼電子產品的迅猛發展以對鋰離子電池的能量密度和高可靠性提出了越來越高的要求，本發明正是在這一背景下產生，提出了一種提高電池安全性能的復合材質隔膜材料。

目前商品化的鋰離子電池隔膜多為采用聚丙烯、聚乙稀材質制備的多孔聚合物膜，此隔膜在電池內部可以有效的起到離子傳導和隔絕電子的作用，是保護電池安全性能的屏障，高分子材料有著優良的成孔性，拉伸特性和強度都適合我們現有的產品工藝，然而不足的是高分子材料在高溫下?會發生不同程度的收縮，以傳統的聚丙烯、聚乙稀材質為例，在溫度超過100攝氏度的情況下，會發生明顯的熱收縮情況，在電池內部就會引起正負極活性材料直接接觸，引起安全問題，同時高分子微孔膜吸液性能差，不能保持在電池的全壽命階段吸附足量的電解液，造成電池循環性能差，在此情況下，又出現了采用纖維狀無紡布等材料制備的耐高溫膜，然而此類隔膜造孔不均勻，電池自放電率高，穿刺強度差，耐拉強度低，在高張力下很容易發生孔變形，加工性能差同樣帶來了其它的安全隱患。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述問題，提供一種無紡布高分子材料復合隔膜以及應用此隔膜的鋰離子電池。本發明的復合隔膜以多孔纖維無紡布材質為基材，通過浸潤或表面印刷工藝在基材表面再涂敷一層高分子材料，有效的結合了兩種材質的優點，制成一種耐熱性好，強度高、加工性能好、吸液性能優良的復合材質膜。

為了達到上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種無紡布高分子材料復合隔膜，包括基材和涂覆在基材表面的高分子材料層，基材為無紡布，高分子材料層是粒徑為0.1-10μm的顆粒涂層，該復合隔膜由以下步驟制備而成，選取粒徑為0.1-10μm的顆粒狀高分子材料，將高分子材料顆粒在100℃的真空狀態下烘烤8小時，然后將烘烤后的高分子材料顆粒溶于醇酮類有機溶劑，高速分散，形成漿液，然后將此漿液采用網紋輥涂布或者浸潤方式均勻涂布在基材的表面，涂布后再經過烘箱烘烤將溶劑成分烘干，得到高分子無紡布材料復合隔膜。

以無紡布為基材，在無紡布表面涂覆高分子顆粒，從而能夠形成具有均勻微孔的隔膜，該隔膜對電池的性能起到很好的作用。

作為優選，所述基材厚度為10-40μm，高分子材料層的厚度為1-5μm。

作為優選，所述高分子材料為聚偏氟乙烯。聚偏氟乙烯對電子具有較好的阻隔作用，能夠有效的屏蔽電子。

作為優選，所述無紡布為纖維素纖維制備而成的無紡布。纖維素纖維制備的無紡布對高分子具有更好的附著力，能夠防止高分子顆粒與無紡布分離。

作為優選，按照質量比例1：99將高分子材料溶于溶劑中。

作為優選，所述溶劑為丙酮。

一種鋰離子電池，所述鋰離子電池的隔膜采用上述的復合隔膜。

該復合隔膜的基材采用耐高溫的纖維素纖維制備的無紡布，具有多孔纖維狀結構，在200℃溫度下能保持穩定，不發生明顯形變，在基材表面涂敷一層有機高分子材料，聚偏氟乙烯等，在高溫下烘烤形成均勻穩定的多孔膜結構，形成無紡布高分子材料復合隔膜，基材纖維狀無紡布膜主要起到骨架支撐的作用，防止隔膜發生受熱形變，而高分子膜層主要改善無紡布膜的表面狀態，防止電池微短路情況發生，增加纖維狀隔膜的穿刺強度，起到改善電池性能的作用。

本發明與現有技術相比，有益效果是：

1耐高溫，在溫度超過200攝氏度的情況下能保持穩定，

2高分子微孔膜吸液性能好，能夠保持在電池的全壽命階段吸附足量的電解液，提高電池的循環性能，

3隔膜造孔分布均勻，電池自放電率低，穿刺強度好，耐拉強度高，在高張力下不容易發生孔變形，降低了安全隱患。

附圖說明

圖1是本發明的無紡布高分子材料復合隔膜的結構示意圖。

圖中：1基材，2高分子材料層。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明的技術方案作進一步描述說明。

如果無特殊說明，本發明的實施例中所采用的原料均為本領域常用的原料，實施例中所采用的方法，均為本領域的常規方法。

實施例1：