[發明專利]電池隔膜、鋰離子電池及其制備方法

有效

• 申請號: 201711078122.2
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107958977B
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發明（設計）人: 程躍;王連杰;陳永樂;王治學
• 申請（專利權）人: 上海恩捷新材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 佟婷婷

本發明提供一種電池隔膜、鋰離子電池及其制備方法，電池隔膜制備包括：提供一無紡布基膜；將含有聚酰亞胺的隔膜漿料涂覆于無紡布基膜的至少一個表面上；將上一步得到的結構進行烘烤，使隔膜漿料形成含聚酰亞胺的多孔層，得到包括無紡布基膜以及含聚酰亞胺的多孔層的電池隔膜。通過上述方案，本發明的電池隔膜以無紡布作為基膜，在其表面涂覆一層聚酰亞胺，改善了無紡布的大孔結構，改善了裸電芯短路率以及成品電芯短路的問題，隔膜制作中，添加了填充劑等，極大地改善了電池隔膜的透氣性，將聚酰亞胺涂覆于無紡布表面，改善了涂布產品的耐高溫性能以及熱收縮性能，在電池充放電過程中，聚酰亞胺涂覆的無紡布保障了完整性，防止了正負極的短路。

技術領域

本發明屬于鋰電池技術領域，特別是涉及一種電池隔膜、鋰離子電池及各自的制備方法。

背景技術

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。鋰離子電池結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。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，在電池工作溫度發生異常升高時，關閉電解質離子的遷移通道，切斷電流保證電池安全。由此可見，隔膜的性能決定了電池的界面結構、內阻等，直接影響電池的容量、循環以及安全性能等特性，性能優異的隔膜對提高電池的綜合性能具有重要的作用。

目前，我們在商業化使用的鋰離子電池隔膜一般為聚乙烯或者聚丙烯隔膜，這樣的的隔膜有較好的抗酸堿性，較高的拉伸強度，較高孔隙率等性能。但由于這些隔膜的原材料的熔點大多低于170℃，所以它們的熱收縮性能較差，特別是我們國家大力發展新能源汽車，這樣在汽車鋰電池方面，對鋰離子電池隔膜的熱收縮性能有著更高的挑戰，所以，我們急需采用新的方法來解決這一問題。

從鋰離子的電池的安全性能來看，我們知道，聚酰亞胺是一種耐高溫的材料，無紡布也比正常使用的PE、PP膜更加耐高溫，PI(中文名稱：聚酰亞胺)是聚酰亞胺是綜合性能最佳的有機高分子材料之一，耐高溫達400℃以上，長期使用溫度范圍-200～300℃，無明顯熔點，高絕緣性能，103赫下介電常數4.0，介電損耗僅0.004～0.007，屬F至H級絕緣材料。

因此，如何提供一種電池隔膜以及鋰離子電池，以解決現有的鋰離子電池隔膜存在短路問題以及熱收縮性差、透氣性差等問題實屬必要。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種電池隔膜、鋰離子電池及其制備方法，用于解決現有技術中電池隔膜存在短路問題以及熱收縮性差、透氣性差等問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種電池隔膜的制備方法，包括如下步驟：

1)提供一無紡布基膜；

2)將含有聚酰亞胺的隔膜漿料涂覆于所述無紡布基膜的至少一個表面；以及

3)將步驟2)得到的結構進行烘烤，以使所述隔膜漿料形成含聚酰亞胺的多孔層，得到包括所述無紡布基膜以及含聚酰亞胺的所述多孔層的電池隔膜。

作為本發明的一種優選方案，步驟2)中，所述隔膜漿料的制備步驟包括：

2-1)提供一第一溶劑；

2-2)將助溶劑、分散劑以及填充劑添加到所述第一溶劑中，并進行攪拌，以獲得第二溶劑；以及

2-3)將聚酰亞胺前聚體添加到所述第二溶劑中，并進行攪拌，以得到所述隔膜漿料。

作為本發明的一種優選方案，步驟2-3)中，所述聚酰亞胺前聚體的成分包括聚酰亞胺以及用于溶解所述聚酰亞胺的第三溶劑。

作為本發明的一種優選方案，所述第一溶劑包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所構成群組中的一種或兩種以上的組合；所述第三溶劑包括NMP、DMAC、丙酮、DMF以及DMSO所構成群組中的一種或兩種以上的組合。