[發明專利]鋰電池用隔膜、制備方法以及鋰離子電池

在審

• 申請號: 201711327761.8
• 申請日: 2017-12-11
• 公開（公告）號: CN108155327A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 崔燕;陳家輝;薛建軍;周意君
• 申請（專利權）人: 廣州鵬輝能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 趙麗娜

本發明屬于鋰離子電池技術領域，涉及一種鋰電池用隔膜、制備方法以及鋰離子電池。本發明的鋰電池用隔膜為雙層膜結構，包括高分子聚合物膜和聚四氟乙烯微孔膜，所述高分子聚合物膜和聚四氟乙烯微孔膜之間涂覆有粘結劑。本發明的隔膜同時具備兩種子膜的優點，除擁有較低溫閉合功能、較高強度外，還擁有優越的耐高溫性能，能在200℃下穩定使用，250℃下保持完整的結構，大幅提升電池的安全性能，確保電池在針刺、沖擊等不良情況下的安全性。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種鋰電池用隔膜、制備方法以及鋰離子電池。

背景技術

在現有的二次電池體系中，無論從發展空間，還是從壽命、比能量、工作電壓和自放電率等技術指標來看，鋰離子電池都是當前最有競爭力的二次電池，被廣泛應用于各個領域中。隨著電子科技的不斷發展，對鋰離子電池也提出了更高的要求，需要更高的能量密度、更好的循環壽命、更好的高低溫充放電性能和安全性能等。

隨著現有的鋰離子電池能量密度的提高，其安全性能也受到很大的影響，比如鋰電池能量密度很高，如果發生熱失控反應，放出很高的熱量容易導致不安全行為發生；再有鋰離子電池由于采用有機電解質體系，有機溶劑是碳氫化合物，易發生氧化，并且溶劑易燃，熱失控時容易引起電池著火，甚至燃燒、爆炸；過充電反應會使正極材料結構發生變化而使材料具有很強的氧化作用，使電解液中溶劑發生強烈氯化，并且這種作用是不可逆的，反應引發的熱量如果積累會存在引發熱失控的危險。

目前，提高鋰電池安全性能的方法主要有采用安全電解液、開發穩定性好的正負極活性物質、改變電池結構以及使用熱敏材料等手段，而采用擁有優越高溫性能的隔膜更是一種有效的辦法。

電芯中隔膜置于電池正負極之間，保證電解質中離子的通過，并阻斷正負極的直接接觸以防止發生短路。當電池受到沖擊、擠壓或者針刺時會導致隔膜破裂，使電池發生內短路，瞬間釋放大量的熱量將誘發電池內物質強烈的分解和氧化還原反應，此時電池處于熱失控中。傳統的鋰電池用隔膜熔化溫度低，并且熱縮率高，當電池內溫度迅速升高時，傳統隔膜受熱大量收縮甚至碳化，使破裂處正負極片接觸面積增大，內短路現象進一步加劇，此時電池往往會發生燃燒或爆炸。

為了提升隔膜的高溫性能，常以傳統隔膜為基體，通過表面涂覆高分子聚合物或金屬氧化物顆粒(陶瓷隔膜)的方法，來提升隔膜性能。雖然改良后的隔膜熱縮率以及耐高溫性能得到一定的提升，但其基體的特性決定了這兩種隔膜無法解決電池的安全問題，往往在基體沒實現閉合隔斷時，隔膜破裂處已無法維持原形態，使電池熱失控加劇，最終導致電池爆炸或燃燒?？偠灾?，現有的鋰電池用隔膜的安全性能還未能達到較為理想的效果，還有待于進一步改善和提高。

鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種鋰電池用隔膜，具有雙層獨立子膜結構，由高分子聚合物膜和聚四氟乙烯微孔膜粘結而成，可以改善電池的安全性能，確保電池在擠壓、沖擊等不良情況下的安全性。

本發明的第二目的在于提供一種鋰電池用隔膜的制備方法，工藝簡單、易操作，對設備要求低，環境友好，易于實現工業化規模生產。

本發明的第三目的在于提供一種鋰離子電池，將所述的鋰電池用隔膜應用在鋰離子電池中，能夠提高鋰離子電池的使用壽命，并大幅提高電池的安全性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

根據本發明的一個方面，本發明提供一種鋰電池用隔膜，所述隔膜為雙層膜結構，包括高分子聚合物膜和聚四氟乙烯微孔膜，所述高分子聚合物膜和聚四氟乙烯微孔膜之間涂覆有粘結劑。

作為進一步優選技術方案，所述高分子聚合物膜的基體材料選自聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二酯和聚酰亞胺中的至少一種。

作為進一步優選技術方案，所述粘結劑為PVDF－HFP溶液。