[發明專利]一種鋰離子電池隔膜

無效

• 申請號: 201410770746.0
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104409675A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 吳國民
• 申請（專利權）人: 常熟市新騰化工有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，特別涉及一種鋰離子電池用改性復合隔膜。

背景技術

鋰離子電池作為現代重要的儲能設備之一，具有高能量密度、高穩定性等優點，被廣泛應用于移動電子設備以及電動車等設備上，其在電動車方面的應用具有零碳排放的優點，使得現代汽車產業極其需要發展快速充放電性能的鋰離子電池。電池用聚合物隔膜的結構和性能對提高鋰離子電池高倍率具有重要作用。

傳統的聚合物隔膜一般采用聚烯烴類聚合物(聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、PP/PE/PP復合膜)，但是這些隔膜對電解液浸潤性差，離子電導率較低。聚合物共混型和聚合物涂覆改性型復合隔膜的研究可以提高電導率；N.H.Idris等制備了PVDF/PMMA共混性隔膜，利用PVDF和PMMA鏈段相互作用，降低了PVDF的結晶性，增加了隔膜的自由體積，從而增加了吸液率和離子電導率(Nurul?Hayati?Idris,Md.Mokhlesur?Rahman,Jia-Zhao?Wang,Hua-Kun?Liu,Microporous?gel?polymer?electrolytes?for?lithium?rechargeable?battery?application,J.Power?Sources,2012,201,294-300)。

但是，共混性隔膜使得制得的隔膜內部孔徑彎曲程度增加，增加了離子輸送路徑，不利于其電化學性能的提高。為了進一步提高聚合物隔膜的性能，需要研發更多的鋰離子電池用改性復合隔膜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰離子電池隔膜，為復合結構；離子電導率高、倍率性能較好、制備方便、可量化生產。

為達到上述發明目的，本發明采用的技術方案是：一種鋰離子電池隔膜，由聚乙烯層以及復合在聚乙烯層上的納米二氧化硅層組成；所述鋰離子電池隔膜厚度為150～170μm；所述納米二氧化硅層厚度為1～2μm；所述鋰離子電池隔膜的孔隙率為60％～65％。

上述技術方案中，所述納米二氧化硅平均粒徑為100～300nm。

上述技術方案中，所述鋰離子電池隔膜由一層聚乙烯層以及一層納米二氧化硅層組成。

上述技術方案中，所述聚乙烯層為聚乙烯無紡布層。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點:

本發明利用聚乙烯無紡布制備鋰離子電池隔膜，大的孔徑形貌利于更多電解液的吸收，并為鋰離子的傳遞提供了較大的通道；克服了現有技術中，路徑增加的缺陷，從而利于電池其電化學性能的提高；納米粒子形成的表面涂層吸收電解液并保存于隔膜中，對電解液具有好的保持作用，能夠提高隔膜在快速充放電下的穩定性。并且鋰離子電池隔膜制備方便，產品電化學穩定性好、尺寸穩定性好、安全性高，適用于鋰離子電池。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步描述:

實施例中，按照常規技術將隔膜組裝成LiFePO₄/CPE/Li半電池，并進行測試。

實施例一

將納米二氧化硅(300nm)分散在30％乙醇水溶液中，得到40％納米二氧化硅漿液；然后將納米二氧化硅漿液涂覆在聚乙烯無紡布一面上，90℃真空干燥20分鐘，得到鋰離子電池隔膜；所述鋰離子電池隔膜厚度為170μm；所述納米二氧化硅層厚度為1.5μm；所述鋰離子電池隔膜的孔隙率為60％。半電池測試結果：鋰離子半電池的理論比容量為220mA·h·g^-1，在0.2C/0.2C下的實際放電比容量為158mA·h·g^-1。

實施例二

將納米二氧化硅(100nm)分散在40％乙醇水溶液中，得到50％納米二氧化硅漿液；然后將納米二氧化硅漿液涂覆在聚乙烯無紡布上，70℃真空干燥50分鐘，得到鋰離子電池隔膜；所述鋰離子電池隔膜厚度為150μm；所述納米二氧化硅層厚度為1.1μm；所述鋰離子電池隔膜的孔隙率為60％。

半電池測試結果：鋰離子半電池的理論比容量為198mA·h·g^-1。其0.2C/0.2C下的實際放電比容量為144mA·h·g^-1。

實施例三：