[發明專利]一種功能隔膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201811431335.3
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109524603B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 曹江;陳秀峰
• 申請（專利權）人: 深圳市星源材質科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/16
• 分類號: H01M2/16;H01M2/14;H01M10/0525;H01M10/058
• 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: 逯恒

本發明提供一種功能隔膜及其制備方法，涉及鋰離子電池生產技術領域。該功能隔膜包括基膜，基膜包括聚烯烴膜、聚烯烴陶瓷涂覆膜、無紡布、聚酰亞胺膜中的一種或多種；涂層，涂層形成于基膜，且涂層在基膜上呈島狀分布，涂層由按重量份數計的以下原料制成：光固化樹脂10?20份，帶活性官能團的凝膠樹脂5?10份，主溶劑60?80份，助溶劑4?10份，光引發劑0.01?0.1份。該功能隔膜的制備方法，包括：將光固化樹脂、帶活性官能團的凝膠樹脂、主溶劑、助溶劑以及光引發劑的混合物涂覆于基膜，涂覆時保證形成的涂層在基膜上呈島狀分布。涂覆后依次對功能隔膜進行UV預固化、造孔和UV固化。該功能隔膜能解決電池鼓包問題。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池生產技術領域，具體而言，涉及一種功能隔膜及其制備方法。

背景技術

隨著鋰離子動力電池能量密度不斷提高，安全問題成為電池設計需要解決的首要問題。特別是當單體電池的能量密度達到300Wh/kg，傳統的聚烯烴基膜以及陶瓷涂覆膜均難以滿足電池應用的要求，而聚合物涂覆隔膜因對電芯結構設計的貢獻，很大程度上提高了電池的安全性能和電池壽命，成為應用的首選。目前，動力電池電芯包括方形、軟包和圓柱三種，其中采用卷繞工藝的方形電池因制造效率高更多地被一些電芯廠家采用。然而，電芯能量密度越來越高，電極在充放電過程中所產生的膨脹收縮率也相對較大，特別是卷繞工藝的電芯在電極片卷繞張力一定的情況下，電芯內部將極易鼓包，最終導致電池變形，造成電芯報廢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種功能隔膜，其主要用作卷繞工藝的電池隔膜，能夠避免電芯鼓包。

本發明的另一目的在于提供一種功能隔膜的制備方法，該方法生產效率高，操作簡單，且島狀結構均勻。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。

本發明提出一種功能隔膜，包括：

基膜，基膜包括聚烯烴膜、聚烯烴陶瓷涂覆膜、無紡布、聚酰亞胺膜中的一種或多種；

涂層，涂層形成于基膜(可以是基膜的一面或者兩面)，且涂層在基膜上呈島狀分布，涂層由按重量份數計的以下原料制成：光固化樹脂10-20份，帶活性官能團的凝膠樹脂5-10份，主溶劑60-80份，助溶劑4-10份，光引發劑0.01-0.1份。

本發明提出一種上述功能隔膜的制備方法，其包括：將光固化樹脂、帶活性官能團的凝膠樹脂、主溶劑、助溶劑以及光引發劑的混合物涂覆于基膜，涂覆時保證形成的涂層在基膜上呈島狀分布。涂覆后依次對功能隔膜進行UV預固化、造孔和UV固化，造孔時利用涂層內溶劑的揮發在每個島狀層上形成孔。

本發明實施例提供的功能隔膜及其制備方法至少具有以下有益效果：

本發明實施例提供的功能隔膜主要包括基膜和形成于基膜上的涂層，且涂層在基膜上呈島狀分布。涂層主要由按重量份數計的以下原料制成：光固化樹脂10-20份，帶活性官能團的凝膠樹脂5-10份，主溶劑60-80份，助溶劑4-10份，光引發劑0.01-0.1份。上述原料制備的該涂層高度交聯、結構穩定，具有一定耐電解液性(溶脹度20-50％)，且具有較強的電極界面粘接性，同時，該涂層的親液性好，具備導離子性能。由于該涂層呈島狀分布，可有效解決卷繞電芯在電池充放電循環過程中電極膨脹收縮所引起的的電池鼓包以及電池性能衰減等問題。該功能隔膜尤其適用于高能量密度體系的卷繞電池。

本發明實施例還提供一種上述功能隔膜的制備方法，其包括：將光固化樹脂、帶活性官能團的凝膠樹脂、主溶劑、助溶劑以及光引發劑的混合物涂覆于基膜，涂覆時保證形成的涂層在基膜上呈島狀分布。涂覆后依次對功能隔膜進行UV預固化、造孔和UV固化，造孔時利用涂層內溶劑的揮發在每個島狀層上形成孔。該方法生產效率高，操作簡單，且島狀結構均勻，使電流密度分布更均勻，有效提高電池的電化學性能。

附圖說明