[發明專利]一種鋰電池隔膜的制備方法、鋰電池隔膜以及鋰離子電池

有效

• 申請號: 201710464816.3
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN107221628B
• 公開（公告）日: 2023-10-13
• 發明（設計）人: 張宣宣;解明;胡韜;唐建;何宇
• 申請（專利權）人: 寧波柔創納米科技有限公司
• 主分類號: H01M50/403
• 分類號: H01M50/403;H01M50/40;H01M50/457;H01M50/491;H01M50/494;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 胡建文

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，具體為一種鋰電池隔膜的制備方法、鋰電池隔膜以及鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池是新型的二次可充電電池,與目前使用的堿/錳電池、鉛/酸電池以及鎳氫等電池相比,鋰離子電池具有開路電壓高、比容量高、循環壽命長、安全性好、自放電率低、無記憶效應等優點。特別是隨著移動通信產品的普及、便攜式電子產品的迅猛發展，對充電電池性能的要求不斷提高，鋰離子電池的發展成為一個新方向，受到人們的廣泛關注。

鋰離子電池主要由正極、負極、電解液和聚合物隔膜組成。聚合物隔膜作為鋰離子電池的一個重要組成部分，其主要作用是將電池的正、負極隔開，既防止正負極接觸而發生短路，同時又可使電解質離子自由遷移通過。因此聚合物隔膜對電池的容量、循環性、充放電電流密度等關鍵特性參數有著決定性的影響。一般情況下，為了提高(隔膜/聚合物電解質)體系的電導率，需要選擇介電常數較大、結晶度低、電化學性能穩定和熱穩定性好的聚合物，比如聚丙烯、聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧乙烯等一種或幾種的共混物。

目前聚合物隔膜主要存在的問題是：高子導電性與力學性能之間矛盾、浸相性差、低溫電導率低以及循環穩定性弱等。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鋰電池隔膜的制備方法、鋰電池隔膜以及鋰離子電池，其隔膜的機械強度高、表面張力大、熱尺寸穩定性強、循環性能更好。

為實現上述目的，本發明實施例提供如下技術方案：一種鋰電池隔膜的制備方法，包括以下步驟：

S1，將PAN聚合物溶于第一份DMF溶劑；將納米纖維素投入第二份DMF溶劑中，攪拌分散均勻；

S2，再往第一份DMF溶劑中加入PVP添加劑；

S3，將第一份DMF溶劑與第二份DMF溶劑混合均勻，得到均勻的鑄膜液；

S4，所述鑄膜液經過真空脫泡處理去除所述鑄膜液中的氣泡；

S5，將去掉氣泡的所述鑄膜液放入制膜設備中制膜；

S6，先將制得的膜放到蒸餾水中浸泡；

S7，再將制得的膜和蒸餾水一起置于干燥箱。

進一步，所述凝固浴去除離子水，且所述凝固浴的溫度為65℃。

進一步，所述制膜設備為勻膠機。

進一步，所述步驟S3中需攪拌2小時，所述步驟S4中的攪拌采用攪拌機，且所述攪拌機的轉速在8000～12000r/min之間。

進一步，所述PAN聚合物濃度范圍在5wt％～15wt％之間，所述PVP添加劑的濃度范圍在0～5wt％之間，所述納米纖維素的添加量占所述隔膜的1％～30％。

本發明實施例提供另一種技術方案：一種鋰電池隔膜，由上述任一所述的制備方法制得；所述隔膜包括第一層、第二層以及第三層，所述第二層位于所述第一層以及所述第三層之間；所述第一層以及所述第三層均具有若干透氣孔，各所述透氣孔均沿所述薄膜的厚度方向曲折延伸，所述第二層具有若干指狀孔，各所述指狀孔均沿所述第二層的厚度方向曲折延伸。

進一步，所述隔膜厚度均勻，所述厚度在10～60μm之間。

進一步，各所述透氣孔的孔徑范圍均在80～300nm之間，各所述指狀孔的孔徑范圍均在400～800nm之間。

進一步，各所述指狀孔的孔壁均具有若干互通孔，各所述互通孔的孔徑范圍均在50～200nm之間。

本發明實施例提供另一種技術方案：一種鋰離子電池，包括殼體正極以及負極，所述正極和所述負極安裝在所述殼體的兩端，還包括上述任一所述的鋰電池隔膜，所述鋰電池隔膜位于所述殼體內，且隔開所述正極和負極；所述鋰電池隔膜中填充有可自由穿過各所述指狀孔的電解液。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：一種鋰電池隔膜的制備方法，通過步驟S1`S7方法得到的鋰電池隔膜，擁有極好的機械強度，利用納米纖維素良好的電解液浸潤性，改善了隔膜的表面張力，利用納米纖維素具有良好的熱尺寸穩定性，使得本隔膜在200℃時尺寸也非常穩定。一種鋰電池隔膜，由三層形成，第二層具有的若干指狀孔，各指狀孔之間互通，孔隙率高，因此可以保存大量的電解液，提高鋰離子電池的循環性能，第一層和第三層都具有若干透氣孔，透氣度高。一種鋰離子電池，利用上述鋰電池隔膜，電池循環性能更好、比容量更高、循環壽命更長、安全性更高、自放電率更低。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種鋰電池隔膜的制備方法的流程圖；

圖2為本發明實施例提供的一種鋰電池隔膜的顯微圖；