[發明專利]一種鋰離子電池共混微孔隔膜的制備方法

有效

• 申請號: 201710159969.7
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN108630862B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 劉利萍;詹世英;馬美品;李海軍;蔡惠群
• 申請（專利權）人: 銀隆新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果

本發明公開了一種鋰離子電池共混微孔隔膜的制備方法，該方法通過如下步驟實現：步驟一、稱取膜材料、冰乙酸、聚乙烯吡咯烷酮、稀釋劑加入到溶料罐中，制得混合液；步驟二、攪拌上述混合液使其成為均相溶液，靜置脫泡，制得鑄膜液；步驟三、將上述鑄膜液刮涂成膜，制得聚合物膜中間體；步驟四、將上述聚合物膜中間體放入碳酸鈉溶液中進行淬冷，浸泡，制得淬冷膜；步驟五、通過乙醇對上述淬冷膜進行萃取，制得濕膜；步驟六、將上述濕膜干燥處理并采用夾持模具進行熱定型，制得目標物。本發明所得隔膜：1)孔徑分布更加均勻；2)導電率提高；4)有利于降低電池內阻、減少極化；5)制備工藝簡單，生產流程短，生產成本更低。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，涉及一種鋰離子電池共混微孔隔膜的制備方法。

背景技術

鋰離子電池具有高能量密度、循環壽命長、無記憶效應的特性，又具有安全、對環境友好、可靠且能快速充放電等優點，因而成為近年來技術研究的熱點。隔膜是鋰離子電池的一個關鍵組件，起防止正負極短路，提供離子運輸通道的作用。目前商品化的隔膜存在很多缺點，例如孔隙率低，機械強度差，電解質吸液率低，從而影響鋰電池的安全性，另外，膜的結構和性能也對電池的性能產生很大的影響。

目前商業用鋰離子電池隔膜通常采用濕法(熱致相分離法，TIPS)工藝來制備，可以形成近似于圓形的納米級孔。微孔的一致性對于電池的性能有很大的影響，孔過大會加快電池的自放電過程，孔的大小不均勻會使電流密度不均，從而降低電池的電壓一致性因此，向在成膜過程中添加能改善微孔結構的成核劑的研究具有重要的意義。國內外的許多學者通過向鑄膜液和凝膠浴中添加組分來控制膜結構。其中在鑄膜液中添加冰醋酸，在凝膠浴中添加碳酸鈉，通過之間的化學反應來改善傳統的相轉化法，這是一種簡單、成本低的新型相轉化法，通過化學反應所產生的CO₂氣泡來控制膜孔徑的均勻化程度，并且提高孔隙率，從而加大電解液保液率，提高離子電導率。

鋰離子電池隔膜是關系電池安全和性能的一個重要因素。單層聚乙烯膜的熱穩定性不好，多層膜的厚度大；如果將聚偏氟乙烯加入到聚乙烯中，制備成單層膜，可以改善聚乙烯膜在高溫熱收縮較大的缺點，提高電池的安全性能。另一方面，聚偏氟乙烯的加入促進更多隔膜表面微孔結構的形成，有利于電解液的吸附，從而吸入更多的液態電解液，使整個電池體系的循環性能有很大的改善。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種鋰離子電池共混微孔隔膜的制備方法，解決了現有技術中電池隔膜的孔徑分布不均勻，電池電化學及安全性能低的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：一種鋰離子電池共混微孔隔膜的制備方法，該方法通過如下步驟實現：

步驟一、稱取膜材料、冰乙酸、聚乙烯吡咯烷酮、稀釋劑加入到溶料罐中，制得混合液；

步驟二、攪拌步驟一制得的混合液使其成為均相溶液，并在電加熱模具中恒溫靜置脫泡，直至膜材料完全溶解且沒有氣泡，制得鑄膜液；

步驟三、將步驟二制得的鑄膜液刮涂成膜，制得聚合物膜中間體；

步驟四、在0℃下，將步驟三制得的聚合物膜中間體放入碳酸鈉溶液中進行淬冷，浸泡2～4小時后取出，制得淬冷膜；

步驟五、通過乙醇對步驟四制得的淬冷膜進行萃取，制得濕膜；

步驟六、將步驟五制得的濕膜干燥處理2～5h，在100～150℃下，采用夾持模具進行熱定型，制得鋰離子電池共混微孔隔膜。

優選地，所述步驟一中，按質量百分比分別稱取膜材料10～14％、冰乙酸2～6％、聚乙烯吡咯烷酮4～10％、稀釋劑76～80％。

優選地，所述步驟一中，所述膜材料為聚偏氟乙烯和聚乙烯，所述聚偏氟乙烯與聚乙烯的質量比為15:85～30:70。