[發(fā)明專利]一種PVDP鋰電池隔膜

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710599412.5
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN109285985A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊波;劉金傳
• 申請（專利權(quán)）人: 天津凱普瑞特新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/42
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 曹曉斐

本發(fā)明公開了一種PVDP鋰電池隔膜，其技術(shù)方案要點是包括有PE層、PVDF層、和中間涂層，中間涂層涂覆于PE層上，PVDF層位于中間涂層遠(yuǎn)離PE涂層的另一側(cè)，達(dá)到了中間涂層能夠提高整體的親水性能，大幅度提高潤濕性，最終通過所述設(shè)計達(dá)到了使用PVDF隔膜提高隔膜的機(jī)械性能，同時還讓薄膜帶有閉孔功能，同時增強(qiáng)了整體薄膜的熔斷溫度，提高了薄膜的使用性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池隔膜領(lǐng)域，特別涉及一種PVDP鋰電池隔膜。

背景技術(shù)

自20世紀(jì)90年代日本SONY公司將鋰離子電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以來，由于其具有比能量高、循環(huán)壽命長、無記憶效應(yīng)、工作電壓平穩(wěn)、自放電小、安全性能高、環(huán)境污染小等優(yōu)點，鋰離子電池已在手機(jī)、筆記本電腦、攝像機(jī)、MP3等便攜式設(shè)備以及電動汽車、大型動力電源、太空技術(shù)、國防工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，因而成為近年來新型電源技術(shù)研究的熱點，并且市場需求量保持高速增長。在已經(jīng)過去的2016年，全球鋰離子電池市場需求規(guī)模已達(dá)到330億美元。而被稱為“第三電極”的隔膜是電池重要的組成部分，其性能決定了電池的界面結(jié)構(gòu)、內(nèi)阻等，直接影響電池的放電容量、循環(huán)使用壽命及安全性能等特性。

而目前的已經(jīng)完全工業(yè)化生產(chǎn)的鋰電池隔膜中，絕大部分為PE與PP微孔膜，也是目前最通用的鋰離子電池隔膜。聚烯烴隔膜具有高強(qiáng)度、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、較高的熱穩(wěn)定性以及較低的價格，目前已經(jīng)成功應(yīng)用于通訊等諸多領(lǐng)域，目前通用的PP、PE隔膜，因為原材料的物性限制，隔膜的親液性能、耐高溫性能有明顯的局限性，一般而言PP的熔點是165℃左右，PE的熔點是135℃左右。

在使用新型材料進(jìn)行替代原有的PP、PE膜時，首先注重電池隔膜有兩大基本特性：一是要求隔膜具有絕緣性能防止電池短路，即隔膜原材料具有絕緣性能；二是隔膜上存在均勻的微孔以便電池充放電時的離子通過；在滿足所述要求后找到一種聚偏氟乙烯(PVDF)聚偏氟乙烯基聚合物是一種較為理想的隔膜材料，具有絕緣、具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和柔韌性、離子電導(dǎo)率高、鋰離子遷移數(shù)高、電解液親和性好、對金屬鋰的反應(yīng)活性低、化學(xué)、熱力學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性好等。

但是單純的PVDF鋰電池在動力電池上的應(yīng)用解決了很多難題，但是原有的存在于PP、PE材料中的閉孔特性則消失了，當(dāng)電池溫度升高至隔膜的熔斷電流附近時，隔膜的孔洞塌陷，在電極之間形成一層無孔絕緣層，電池的內(nèi)電阻急劇增加，電池中電流的通道被遮斷，

從而阻止了電池電化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生，因此，在電池發(fā)生爆炸前可將電池反應(yīng)中斷。遮斷電流溫度(閉孔溫度)是限制溫度和防止池短路的一種行之有效的機(jī)制，如何讓新型材料在提高原有特性的同時還保留防短路特性是仍待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種PVDP鋰電池隔膜，中間涂層能夠提高整體的親水性能，大幅度提高潤濕性，最終通過所述設(shè)計達(dá)到了使用PVDF隔膜提高隔膜的機(jī)械性能，同時還讓薄膜帶有閉孔功能，同時增強(qiáng)了整體薄膜的熔斷溫度，提高了薄膜的使用性能。

本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：一種PVDP鋰電池隔膜，包括有PE層、PVDF層、和中間涂層，中間涂層涂覆于PE層上，PVDF層位于中間涂層遠(yuǎn)離PE涂層的另一側(cè)。

通過上述技術(shù)方案，選用PVDF鋰電池隔膜可以在機(jī)械強(qiáng)度、柔韌性、離子電導(dǎo)率、鋰離子遷移數(shù)和電解液親和性方面均比原有的PP、PE隔膜要提高很多，同時在PVDF層上重新添加中間涂層，中間涂層選取了陶瓷類材料，選取陶瓷類材料主要是因為閉孔的PE隔膜如果溫度繼續(xù)升高，已閉孔的隔膜會發(fā)生收縮，從而引起整個電池的短路，此時保持隔膜的完整性是提高鋰電池安全性的關(guān)鍵，在PE隔膜上添加的中間涂層維持原有的遮斷電流溫度的前提下，提高隔膜的熔斷溫度；同時增加陶瓷類的中間涂層也能夠提高整體的親水性能，大幅度提高潤濕性，最終通過所述設(shè)計達(dá)到了使用PVDF隔膜提高隔膜的機(jī)械性能，同時還讓薄膜帶有閉孔功能，同時增強(qiáng)了整體薄膜的熔斷溫度，提高了薄膜的使用性能。