[發(fā)明專利]一種寬溫域低收縮隔離膜及其制備方法和用途

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610256004.5
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN107304260B
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 程躍;鄧洪貴;王麗華;何方波;王偉強
• 申請（專利權(quán)）人: 上海恩捷新材料科技股份有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L27/16;C08L61/16;C08J9/28;B29D7/01;H01M2/16;H01M2/14
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 張睿

本發(fā)明公開了一種寬溫域低收縮隔離膜及其制備方法和用途。所述隔離膜的閉孔溫度和破膜溫度的溫差為80?90℃，優(yōu)選為85?90℃；熱收縮率不高于2.0％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種電化學(xué)裝置隔離膜及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

鋰離子電池通常主要由正極，負極，隔膜，電解液，電池外殼組成。鋰離子電池結(jié)構(gòu)中，隔膜是關(guān)鍵的內(nèi)層組件之一。隔膜的主要作用是將電池的正、負極分隔開來，防止正負極直接接觸而短路，同時還要使電解質(zhì)離子能夠在電池充放電過程中順利通過，形成電流，在電池工作溫度發(fā)生異常升高時，關(guān)閉電解質(zhì)離子的遷移通道，切斷電流保證電池安全。

通常情況下，在電池組裝的過程中，隔膜會將電池正極和負極完全隔離開來，但是聚合物隔離膜在后續(xù)電池烘烤工序中會發(fā)生一定程度的熱收縮，除此之外，電池在實際使用過程中因為充放電電流較大而導(dǎo)致的內(nèi)部溫升也可能使聚合物隔膜發(fā)生一定程度的熱收縮，為避免熱收縮帶來的正負極直接接觸而造成的內(nèi)部短路，這就要求隔離膜的熱收縮率越小越好。鋰離子電池在異常條件下，如外部線路發(fā)生短路時，由于電流過大，電池內(nèi)部溫度急劇升高，這就需要隔膜能夠及時關(guān)閉導(dǎo)電離子的遷移通道。因此，將電池隔離膜的微孔發(fā)生熔融閉合的溫度稱為閉孔溫度。當(dāng)溫度繼續(xù)升高時，發(fā)生隔離膜熔斷破裂，將此熔斷破裂溫度稱為破膜溫度。從鋰離子電池的安全角度來考慮，隔膜的閉孔溫度和破膜溫度必須有一定的溫度差，以保證隔膜閉孔切斷電流后即使溫度繼續(xù)上升，也有足夠溫度緩沖區(qū)間不發(fā)生隔膜破裂。

為了提高鋰離子電池隔離膜的使用安全性，最常見的方法是對聚合物隔離膜進行陶瓷漿料涂布處理，雖然涂布處理可以顯著提高聚合物隔離膜的耐熱性，降低熱收縮，但對于隔離膜本身的基材而言仍然是常規(guī)聚合物，尤其在超過熔點的溫度環(huán)境中，常規(guī)聚合物幾乎沒有任何強度可言，因此非常容易發(fā)生破壞。除此之外，涂布處理工藝對于陶瓷漿料要求很高，陶瓷漿料顆粒在電池使用過程中也有可能脫落，造成隔膜局部熱收縮而影響整體性能。

因此，本領(lǐng)域需要提供一種閉孔溫度和破膜溫度的溫度差范圍寬、熱收縮率低的電化學(xué)裝置隔離膜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種寬溫域低收縮的電化學(xué)裝置隔離膜。

在本發(fā)明的第一方面，提供了一種電化學(xué)裝置隔離膜，所述隔離膜的閉孔溫度和破膜溫度的溫差為80-90℃，優(yōu)選為85-90℃；熱收縮率不高于2.0％。

在另一優(yōu)選例中，所述隔離膜的原料組成中含有熔點在150℃以上的含氟聚合物A和/或分子主鏈含有苯環(huán)的聚合物B；

所述熔點在150℃以上的含氟聚合物A選自下述的一種或兩種以上：聚四氟乙烯，聚氟乙烯，聚偏氟乙烯，乙烯-四氟乙烯共聚物，丙烯-四氟乙烯共聚物，氟化乙烯丙烯共聚物，偏氟乙烯六氟丙烯共聚物和偏氟乙烯四氟乙烯六氟丙烯三元共聚物；

所述分子主鏈含有苯環(huán)的聚合物B選自下述的一種或兩種以上：聚對苯二甲酰對苯二胺，聚芳醚砜，聚芳砜，聚醚砜，聚芳硫醚砜，聚醚醚酮，聚醚酮，聚醚酮酮，聚醚醚酮酮，聚醚酮醚酮酮，聚苯醚，聚苯硫醚，聚芳酯，聚苯酯，半芳香族或芳香族聚酰亞胺，半芳香族或芳香族聚酰胺，聚醚酰亞胺和聚酰胺酰亞胺。

在另一優(yōu)選例中，所述分子主鏈含有苯環(huán)的聚合物B可以含有乙烯基或乙炔基側(cè)基。

在另一優(yōu)選例中，所述隔離膜的原料組成中還包括分子量為1.0×10⁶-10.0×10⁶的超高分子量聚乙烯和密度為0.940-0.976g/cm³范圍內(nèi)的高密度聚乙烯。

在本發(fā)明的第二方面，提供了一種如上所述的本發(fā)明提供的隔離膜的制備方法，所述方法包括步驟：