[發(fā)明專利]一種鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610045915.3
• 申請(qǐng)日: 2016-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN105514329A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔清臣;凌紅旗;張家驥;彭毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山國(guó)安火炬科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): H01M2/18
• 分類號(hào): H01M2/18;H01M10/052
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 張素妍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池隔膜，具體涉及一種鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜及其制備方法。

背景技術(shù)

中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110071317.0的專利文獻(xiàn)公開了一種微孔PET薄膜及其生產(chǎn)方法， 該P(yáng)ET重離子微孔鋰電池隔膜的生產(chǎn)方法以PET薄膜為基材，用高能重粒子對(duì)PET薄膜進(jìn) 行輻照，將經(jīng)過輻照的PET薄膜浸于盛有酸溶液或堿溶液的容器中進(jìn)行蝕刻反應(yīng)獲得最終的 產(chǎn)品微孔PET薄膜。但是，該技術(shù)方案制備的微孔PET薄膜存在以下缺陷：(1)該微孔PET 薄膜會(huì)有一定概率存在2個(gè)或2個(gè)以上微孔重孔的出現(xiàn)，重孔的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致孔徑的倍數(shù)擴(kuò)大， 降低隔膜的穿刺性能與絕緣性能；(2)該微孔PET薄膜的電解液浸潤(rùn)性不佳；(3)該微孔PET 薄膜的孔徑需要控制在2微米以下，需要高孔密度，降低了輻照效率；(4)該微孔PET薄膜 的微孔為微孔有鋰晶枝從正極穿刺到負(fù)極的風(fēng)險(xiǎn)；(5)該微孔PET薄膜的單層微孔膜，由于 孔徑是微孔，離子交換路徑最短，反應(yīng)更快，但是正負(fù)極片表面由納米到微米級(jí)的粉末狀顆 粒組成，如隔膜非常薄且為直孔，這些正負(fù)極材料的顆粒很容易在孔道中接觸，造成微短路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種多微孔材料層在微孔PET薄膜成型蝕刻時(shí)不受蝕刻 且具有鋰離子可自由遷移的微孔結(jié)構(gòu)，彌補(bǔ)了微孔PET薄膜上微孔發(fā)生重孔的缺陷以及抗鋰 枝晶穿刺的缺陷，提高隔膜整體電解液浸潤(rùn)性，微孔PET薄膜的直微孔孔徑的設(shè)計(jì)范圍更大、 生產(chǎn)效率高的鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜及其制備方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜，包括微孔PET薄膜和多微孔材料層，所述微孔 PET薄膜上分布有沿厚度方向布置的直微孔，所述多微孔材料層涂布于微孔PET薄膜上形成 雙層層疊網(wǎng)狀微孔結(jié)構(gòu)。

所述多微孔材料層的孔隙率為10％～90％、孔徑小于2微米。

所述多微孔材料層為由高分子樹脂和無機(jī)氧化物顆粒混合固化成型得到的多微孔結(jié)構(gòu) 體，所述高分子樹脂為聚偏二氟乙烯、改性聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯中 的至少一種；所述無機(jī)氧化物顆粒為三氧化二鋁、二氧化鈦、二氧化硅中的至少一種。

所述無機(jī)氧化物顆粒的顆粒粒徑小于5微米，所述微孔PET薄膜的厚度為2微米～50微 米。

一種鋰電池用PET重離子微孔復(fù)合隔膜的制備方法，步驟包括：

1)將高分子樹脂、無機(jī)氧化物顆粒、溶劑混合形成膠體料；

2)將所述膠體料涂布在PET薄膜基材上形成濕膜層，將帶有濕膜層的PET薄膜基材烘 烤固化成型使?jié)衲釉赑ET薄膜基材上形成多微孔材料層；

3)將帶有多微孔材料層的PET薄膜基材采用高能重粒子進(jìn)行輻照；

4)將經(jīng)輻照后的帶有多微孔材料層的PET薄膜基材通過堿溶液進(jìn)行蝕刻反應(yīng)，使得PET 薄膜基材形成分布有沿厚度方向布置的直微孔的微孔PET薄膜，得到PET重離子微孔復(fù)合隔 膜成品。

所述步驟1)中高分子樹脂的質(zhì)量比為10％～50％，無機(jī)氧化物顆粒的質(zhì)量比為5％～ 50％，溶劑的質(zhì)量比為50％～90％。

所述步驟2)中將帶有濕膜層的PET薄膜基材烘烤固化成型時(shí)，烘烤溫度為40℃～120℃， 且在烘烤固化成型前還包括將帶有濕膜層的PET薄膜基材浸泡在凝固浴中的步驟，所述凝固 浴由水和乙醇組成。

所述凝固浴中水的質(zhì)量比為60％～100％、乙醇的質(zhì)量比為0％～40％。

所述高分子樹脂為聚偏二氟乙烯、改性聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、改性聚四氟乙烯中 的至少一種；所述無機(jī)氧化物顆粒為三氧化二鋁、二氧化鈦、二氧化硅中的至少一種；所述 溶劑為二甲基甲酰胺、丁酮中的至少一種。

所述步驟3)中進(jìn)行輻照時(shí)，輻照功率為2000～10000千瓦，輻照時(shí)間為0.5～200秒； 所述步驟4)中通過堿溶液進(jìn)行蝕刻反應(yīng)時(shí)，堿溶液為10～50％的氫氧化鈉溶液或者氫氧化 鉀溶液，進(jìn)行蝕刻反應(yīng)的時(shí)間為1～30分鐘。