[發(fā)明專利]一種鋰離子電池隔膜材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201510922541.4
• 申請日: 2015-12-14
• 公開（公告）號: CN105355813A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 章結(jié)兵;謝鳳秀
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州鋰盾儲能材料技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池材料領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池隔膜材料及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池是重要的綠色能源電池，由于其質(zhì)量輕、比容量大和安全性的特點，已在移動電源、筆記本電腦、手機、動力汽車等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池一般由電池外殼(封裝材料)、正極、負極、隔膜及電解液所組成，隔膜是重要的隔離電池內(nèi)芯正、負極材料，在電池使用過程中鋰離子可自由穿過隔膜實現(xiàn)電池的充放電，其質(zhì)量的好壞直接關(guān)系電池的使用壽命和安全性能。

目前，鋰離子電池隔膜材料主要為聚烯烴隔膜如單層聚丙烯(PP)微孔膜、單層聚乙烯(PE)微孔膜以及三層PP/PE/PP復合膜，該類隔膜制備方法主要為干法拉伸致孔法和濕法相分離法。現(xiàn)有的聚烯烴隔膜弊端在于：1、聚烯烴隔膜受熱時易收縮，會造成隔膜尺寸不穩(wěn)定，正負極直接接觸而短路；2、閉孔溫度和破膜溫度較低，當發(fā)生電池刺穿等狀況時，電池內(nèi)部大量放熱，導致隔膜完全融化收縮，電池短路產(chǎn)生高溫直至電池解體或爆炸。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明為解決上述問題，提供了一種鋰離子電池隔膜材料及其制備方法。該隔膜材料具有較低的閉孔溫度點和破膜溫度高的特點，是一種安全性的隔膜材料。

技術(shù)方案：一種鋰離子電池隔膜材料及其制備方法，包括基膜材料和涂層，所述基膜材料包括聚烯烴和多孔氧化鋁超細粉體；所述隔膜為含氟涂料。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述聚烯烴為聚乙烯或聚丙烯中的一種或兩種。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，多孔氧化鋁超細粉體的顆粒大小為3000目-5000目，孔徑大小為5-100nm，孔密度為10¹⁰-10¹²個/cm²。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述氧化鋁超細粉體含量占所述基膜材料的0.1-3％。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述含氟涂料中的氟材料是聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯中的一種或兩種以上組合。

一種制備鋰離子電池隔膜材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，氧化鋁超細粉體與聚烯烴進行均勻混合，得到聚烯烴混合物；

步驟2，聚烯烴混合物在雙螺桿擠出機中進行擠出、冷卻、切料，擠出機的熔融共擠溫度為130-180℃，冷卻溫度為5-30℃；

步驟3，取步驟2中的物料在雙螺桿擠出機中二次擠出、冷卻、切料，混煉、拉伸壓片，擠出機的熔融共擠溫度為130-180℃，冷卻溫度為5-30℃；

步驟4，在壓片材料上涂覆含氟涂料，烘干；

步驟5，在氧氣環(huán)境下進行等離子體處理步驟4中的壓片材料，得到隔膜成品。

有益效果：本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，該隔膜材料的基膜選擇聚烯烴和多孔超細氧化鋁粉體作為基膜材料，可有效降低隔膜的閉孔溫度和提高孔隙均勻度，在其表面涂覆含碳的氟膜材料，可有效提高隔膜的抗電解液溶解能力，在電池應(yīng)用過程中具有更好的安全性和電池容量。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明。

實施例1

一種鋰離子電池隔膜材料，包括基膜材料和涂層，所述基膜材料包括聚乙烯和多孔氧化鋁超細粉體；所述涂層為聚四氟乙烯。

其中，多孔氧化鋁超細粉體的顆粒大小為3000目，孔徑大小為5nm，孔密度為10¹⁰個/cm²。所述氧化鋁超細粉體含量占所述基膜材料的0.1％。

一種制備鋰離子電池隔膜材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，聚乙烯和多孔氧化鋁超細粉體均勻混合，得到聚烯烴混合物；

步驟2，聚烯烴混合物在雙螺桿擠出機中進行擠出、冷卻、切料，擠出機的熔融共擠溫度為130℃，冷卻溫度為5℃；

步驟3，取步驟2中的物料在雙螺桿擠出機中二次擠出、冷卻、切料，混煉、拉伸壓片，擠出機的熔融共擠溫度為130℃，冷卻溫度為5℃；

步驟4，在壓片材料上涂覆四氟乙烯，烘干；

步驟5，氧氣環(huán)境下等離子體處理步驟4中的壓片材料，得到隔膜成品。

實施例2

一種鋰離子電池隔膜材料，包括基膜材料和涂層，所述基膜材料包括聚丙烯和多孔氧化鋁超細粉體；所述涂層為聚偏二氟乙烯和聚三氟氯乙烯的混合物。

其中，多孔氧化鋁超細粉體的顆粒大小為4000目，孔徑大小為50nm，孔密度為10¹¹個/cm²。所述氧化鋁超細粉體含量占所述基膜材料的2％。