[發明專利]一種多層復合微孔膜及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910323306.3
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110048061A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 王哲;張輝;陳官茂
• 申請（專利權）人: 深圳中興新材技術股份有限公司
• 主分類號: H01M2/14
• 分類號: H01M2/14;H01M2/16;H01M10/0525
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司 44281
• 代理人: 李小焦;彭家恩

本申請公開了一種多層復合微孔膜及其制備方法和應用。本申請的復合微孔膜包括基膜，基膜先在其至少一表面涂布耐高溫涂層，再于兩個表面涂布聚偏氟乙烯涂層；耐高溫涂層由陶瓷或芳綸涂布成；基膜由上表層、中間層和下表層組成，中間層為聚丙烯通過微納層疊技術形成的多層結構，上下表層為聚丙烯層。本申請的多層復合微孔膜，多層結構安全性更好，微納層疊技術形成的中間層，提高隔膜力學性能的同時，可使隔膜更薄，能滿足薄型化高安全隔膜的需求；耐高溫涂層使得復合微孔膜具有更好的耐高溫性能；聚偏氟乙烯涂層使復合微孔膜與電池正負極間具有更好的粘結性，使得電池一體性更好，還能改善隔膜電解液浸潤性和吸液性能；有助于提高電池循環性能。

技術領域

本申請涉及鋰離子電池隔膜領域，特別是涉及一種多層復合微孔膜及其制備方法和應用。

背景技術

鋰電池隔膜是鋰電池中最重要的材料之一，制備安全、環保、低成本的微孔膜是生產過程中的難點。鋰電池隔膜需要在安全性、功能性、成本等方面進行平衡，這是未來鋰電池隔膜的發展方向和研究重點。

目前，鋰電池隔膜的制造方法有濕法和干法兩種。為了提高鋰電池隔膜的性能，會在隔膜表面涂布功能涂層進行改性，以滿足特定需求。濕法制備的鋰電池隔膜，一般是在其表面進行陶瓷涂布提高鋰電池隔膜的耐溫性。干法制備分為干法單拉工藝和干法雙拉工藝，干法單拉工藝為現在的主流工藝。干法制備的鋰電池隔膜，一般是單層或雙層聚丙烯結構，或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層復合結構。

鋰電池隔膜的結構與性能對鋰電池的安全性至關重要：

1、單層鋰電池隔膜容易有少量缺陷，生產制備過程控制難度高；

2、鋰電池隔膜越薄，強度越低，需要提高強度來保證安全；

3、濕法鋰電池隔膜制備工藝不夠環保，成本較高；

4、鋰電池隔膜在電池短路升溫的初期，如果能夠及時斷路，進一步停止或者阻止短路，能夠極大地提高鋰電池的安全性，而現有的鋰電池隔膜很難做到。

總的來說，現有的鋰電池隔膜制備方法，無論是濕法工藝還是干法工藝，都存在一定的缺陷和不足，難以同時滿足制備安全、環保、低成本的生產需求；所制備的鋰電池隔膜也難以在安全性、功能性、隔膜成本等方面取得平衡。另外，隨著鋰離子電池的廣泛應用，對于電池隔膜也提出了更高的要求，例如要求電池隔膜與極片之間具有更好的粘合性等。隨著電池隔膜薄型化的使用需求，以上各項性能越來越難以調和。

發明內容

本申請的目的是提供一種改進的多層復合微孔膜及其制備方法和應用。

為了實現上述目的，本申請采用了以下技術方案：

本申請的一方面公開了一種多層復合微孔膜，包括基膜、涂覆于基膜至少一個表面的耐高溫涂層和涂覆于基膜兩個表面的聚偏氟乙烯涂層；基膜先在其至少一個表面涂布耐高溫涂層，然后再于兩個表面涂布聚偏氟乙烯涂層，形成多層復合微孔膜；耐高溫涂層由陶瓷或芳綸涂布而成；基膜由上表層、中間層和下表層組成，中間層為聚丙烯通過微納層疊技術形成的多層結構，上表層和下表層均為聚丙烯層。

需要說明的是，本申請的多層復合微孔膜，一方面其多層結構設計彌補了單層微孔膜存在的缺陷，避免了安全隱患；另一方面通過微納層疊技術，解決了干法膜直通孔較多的問題，并提高了拉伸強度、穿刺強度等力學性能。耐高溫涂層進一步提高了多層復合微孔膜的拉伸強度和穿刺強度等力學性能，并使得多層復合微孔膜具有較高的耐高溫性能。聚偏氟乙烯涂層使多層復合微孔膜與電池正負極之間具有更好的粘結性，使得制備出的電池一體性更加好，并且還能改善隔膜電解液浸潤性和吸液性能；有助于提高電池的循環性能等電池性能。本申請的多層復合微孔膜能夠滿足薄型化高安全的鋰電池隔膜對力學性能和安全性能的需求。