[實(shí)用新型]具有導(dǎo)電功能的薄膜

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721526313.6
• 申請(qǐng)日: 2017-11-15
• 公開（公告）號(hào): CN207993511U
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔駿;劉壯;張擷秋;楊世航;李霖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳先進(jìn)技術(shù)研究院;深圳市烯谷能源控股有限公司
• 主分類號(hào): H01B5/16
• 分類號(hào): H01B5/16;H01B13/00;H01M10/42
• 代理公司: 深圳市銘粵知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰

本實(shí)用新型公開了一種具有導(dǎo)電功能的薄膜，包括絕緣的薄膜基體和分布于所述薄膜基體上的若干導(dǎo)電微粒，當(dāng)所述薄膜基體的溫度低于或者等于預(yù)定溫度時(shí)，若干所述導(dǎo)電微粒是電導(dǎo)通的，當(dāng)所述薄膜基體的溫度高于所述預(yù)定溫度時(shí)，所述薄膜基體膨脹使得若干所述導(dǎo)電微粒分開而相互絕緣，薄膜具有可逆性和可重復(fù)利用性，適用于電池安全領(lǐng)域。本實(shí)用新型提供的一種具有導(dǎo)電功能的薄膜，采用具有良好熱膨脹性材料用作薄膜基體，當(dāng)溫度超過預(yù)定溫度時(shí)薄膜的導(dǎo)電性消失，當(dāng)溫度低于預(yù)定溫度時(shí)薄膜的導(dǎo)電性恢復(fù)，薄膜具有可逆性和可重復(fù)利用性，適用于電池安全領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電池安全領(lǐng)域，尤其涉及一種具有導(dǎo)電功能的薄膜及其制備方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池被廣泛的應(yīng)用于電子產(chǎn)品中，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，鋰離子的能量密度、功率密度和循環(huán)壽命都有了很大的提高，但是電池的安全性能仍然是一個(gè)未解決的問題，因此電池的安全問題阻礙了鋰離子電池的發(fā)展。

鋰離子的電池的過程中，為了保持最佳的性能，通常要對(duì)其電流密度、電壓以及工作溫度給予限制。由于鋰離子電池的化學(xué)特性，使用過程中，如果出現(xiàn)過充、短路等其他問題，會(huì)可能引發(fā)一系列放熱反應(yīng)，從而造成電池內(nèi)部溫度的上升，壓力升高，最終引起電池爆炸、起火等安全問題。

目前鋰離子電池為避免上述現(xiàn)象，會(huì)在電池頂部安裝限壓開關(guān)，當(dāng)電池內(nèi)壓超過額定值時(shí)開關(guān)能自動(dòng)斷路，也有使用正溫度系數(shù)電阻器，當(dāng)電池因過充升溫時(shí)，增大電池的內(nèi)阻，從而限制過充電流，但是在電池的內(nèi)部，壓力的上升和溫度的升高往往比電池外部更急劇，因此這些外部設(shè)備并不能及時(shí)檢測(cè)到電池的安全問題。

現(xiàn)有的從內(nèi)部解決鋰離子電池的安全問題的方案主要有三種：開發(fā)新型的隔離材料、使用電解液添加劑以及使用熱敏型集流體。其中隔離材料主要通過在溫度升高時(shí)切斷電池工作條件或者提高電池的耐熱性來實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù)，比如使用雙層或三層的隔離膜，比如雙層PP/PE，雙層PP/PP，三層PP/PE/PP，也有使用單層加陶瓷涂覆作為隔離材料，比如PP+陶瓷涂覆，PE+陶瓷涂覆。無論使使用哪種隔離材料，一旦啟動(dòng)了保護(hù)機(jī)制，過程是不可逆的，雖然可以及時(shí)阻斷電池工作，但是電池?zé)o法繼續(xù)使用。常用的電解液添加劑有阻燃添加劑和過充電保護(hù)添加劑，添加劑的使用需要提高他們的工作電壓范圍和循環(huán)的穩(wěn)定性。雖然使用不易燃或者固態(tài)的電解液可以避免添加揮發(fā)性溶劑，但是這種電解液的離子傳導(dǎo)率很低，因此電池的性能會(huì)有所下降。熱敏電阻型集流體具有簡(jiǎn)單、便攜的特點(diǎn)，但是由于其室溫下電導(dǎo)率低并且有相當(dāng)大的漏電流，一直無法普及。

實(shí)用新型內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型提供了一種可隨著溫度變化而改變導(dǎo)電性能的薄膜。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型采用了如下的技術(shù)方案：

一種具有導(dǎo)電功能的薄膜，包括絕緣的薄膜基體和分布于所述薄膜基體上的若干導(dǎo)電微粒，當(dāng)所述薄膜基體的溫度低于或等于預(yù)定溫度時(shí)，若干所述導(dǎo)電微粒是電導(dǎo)通的，當(dāng)所述薄膜基體的溫度高于所述預(yù)定溫度時(shí)，所述薄膜基體膨脹使得若干所述導(dǎo)電微粒分開而相互絕緣。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電微粒包括刺狀基體和包覆于所述刺狀基體外表面的導(dǎo)電層。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電層的制作材料為石墨烯。

優(yōu)選地，所述刺狀基體為刺狀的導(dǎo)電金屬微粒。

優(yōu)選地，所述刺狀基體為納米刺狀鎳粉微粒。

優(yōu)選地，所述薄膜基體為聚合物薄膜。

優(yōu)選地，所述薄膜基體為聚乙烯薄膜基體或者環(huán)氧樹脂薄膜基體。

優(yōu)選地，所述導(dǎo)電微粒的平均粒徑范圍為0.5μm～10μm。