[發明專利]一種高親水性的鋰電池隔膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202011218089.0
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112271407B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 吳磊;胡偉;張德順;李汪洋
• 申請（專利權）人: 界首市天鴻新材料股份有限公司
• 主分類號: H01M50/457
• 分類號: H01M50/457;H01M50/403;H01M10/052
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 管秋香

本發明屬于鋰電池生產領域，具體公開了一種高親水性的鋰電池隔膜，包括隔膜基層，其正反兩面分別貼合彈性網層，其中一側的彈性網層表面依次設置有第一親水材料層、海綿層和第二親水材料層，另一側設置有聚乙烯膜層和陶瓷涂覆層；第一親水材料層和第二親水材料層表面布設透液孔，整體外圍設置有一圈封鎖邊。兩層彈性網層有效增強了隔膜整體的抗穿刺和抗拉伸能力，在高溫狀態下，能夠防止隔膜基層破裂；以親水鋁箔作為親水材料層，防止電解液結成水珠，提高掛液面積，增強掛液效果；在兩層親材料層之間嵌裝海綿層，儲液鎖水效果好，增強兩層親水材料層內的透液孔的掛液效果；聚乙烯膜層和陶瓷涂覆層配合，具有更高的耐穿刺效果和耐腐蝕性能。

技術領域

本發明涉及鋰電池生產領域，具體為一種高親水性的鋰電池隔膜及其制備方法。

背景技術

“鋰電池”，是一類由鋰金屬或鋰合金為正/負極材料、使用非水電解質溶液的電池。鋰電池的結構中，隔膜是關鍵的內層組件之一。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。隔膜的主要作用是使電池的正、負極分隔開來，防止兩極接觸而短路，此外還具有能使電解質離子通過的功能。隔膜材質是不導電的，其物理化學性質對電池的性能有很大的影響。

現有的鋰電池用隔膜親水效果差，且抗穿刺和抗拉伸能力不強，容易破裂而失去對電極的保護作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高親水性的鋰電池隔膜及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種高親水性的鋰電池隔膜，包括隔膜基層，其正反兩面分別貼合設置一層網狀結構的彈性網層，其中一側的彈性網層表面由內向外依次貼合設置有第一親水材料層、海綿層和第二親水材料層，另一側的彈性網層表面貼合設置有聚乙烯膜層，聚乙烯膜層表面涂覆有陶瓷涂覆層；所述第一親水材料層和第二親水材料層表面均勻布設若干內凹的弧形結構的透液孔，隔膜基層、彈性網層、第一親水材料層、海綿層、第二親水材料層、聚乙烯膜層和陶瓷涂覆層復合成一個整體，且在該整體外圍設置有一圈封鎖邊。

優選的，所述隔膜基層為聚烯烴多孔膜材料，其厚度為12-15微米。

優選的，所述彈性網層由聚乙烯醇樹脂材料拉絲后交錯編織而成的網狀結構。

優選的，所述第一親水材料層和第二親水材料層為親水鋁箔層，其厚度5-6微米。

優選的，所述海綿層的厚度為2-4微米。

優選的，所述第一親水材料層和第二親水材料層上的透液孔的拱起面均朝向海綿層，且各透液孔為內外相通結構。

本發明還提供一種高親水性的鋰電池隔膜的制備方法，包括如下具體步驟：

S1：將聚乙烯醇樹脂材料熱熔后，導入擠出機中拉絲，再將拉出的長絲轉入紡織機構中交錯編織成網狀結構的彈性網層；

S2：選取厚度為12-15微米的聚烯烴多孔膜材料作為隔膜基層，選取厚度為5-6微米的親水鋁箔層作為第一親水材料層和第二親水材料層，選取厚度為2-4微米的聚乙烯膜層；

S3：利用打孔機構在第一親水材料層和第二親水材料層上打孔，利用異形打孔頭開設出內凹的弧形結構的透液孔；

S4：利用切割機切割形成等尺寸的隔膜基層、第一親水材料層、第二親水材料層和聚乙烯膜層；

S5：將熱膠涂抹在隔膜基層與第一親水材料層的相對面上，以及隔膜基層與聚乙烯膜層的相對面上，分別將兩層彈性網層置于隔膜基層正反兩面，并在兩面分別蓋上第一親水材料層和聚乙烯膜層，疊加好后，高溫壓制，去除多余膠；

S6：采用上述涂膠和高溫壓制的方式，依次在第一親水材料層上貼合海綿層，在海綿層上貼合第二親水材料層；