電化學(xué)電源隔膜及其制備方法和電化學(xué)電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電化學(xué)電源隔膜及其制備方法和電化學(xué)電源。該電化學(xué)電源包括纖維復(fù)合層和涂設(shè)在所述纖維復(fù)合層表面的有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層，所述纖維復(fù)合層包括混合的有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維，且有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維的重量比為1:99～99:1。該電化學(xué)電源隔膜的制備方法包括纖維復(fù)合層的形成、配制有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液、有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液在纖維復(fù)合層表面成膜處理的步驟。電化學(xué)電源包括該電化學(xué)電源隔膜。該電化學(xué)電源隔膜以纖維復(fù)合層為基體，并以含有無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層為涂層，有效提高了該電化學(xué)電源隔膜的耐受溫度，使其具有優(yōu)異的透氣率，從而提高了電源的安全性能和高倍率性能。其制備方法工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。
【專利說(shuō)明】電化學(xué)電源隔膜及其制備方法和電化學(xué)電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電化學(xué)電源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種電池隔膜及其制備方法和電化學(xué)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類生產(chǎn)力的發(fā)展，越來(lái)越多的汽車行駛在城市、鄉(xiāng)村的大街小巷中。汽車的普及給人們的生活帶來(lái)了極大的便利。然而，伴隨而來(lái)的問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。石油等不可再生能源的消耗不斷加速，汽車尾氣的排放給環(huán)境造成的影響也不斷擴(kuò)大。目前，人們?yōu)榱私鉀Q這些問(wèn)題提出發(fā)展電動(dòng)汽車，以期取代傳統(tǒng)汽車。而關(guān)鍵在于是否有能量密度、功率密度足夠大，循環(huán)壽命足夠長(zhǎng)、安全可靠的動(dòng)力電源取代內(nèi)燃機(jī)。其中，電源的安全性是重中之重。
[0003]對(duì)于電化學(xué)電源(電源鋰離子電池和超級(jí)電容器)，一個(gè)重要的安全隱患就是因?yàn)檫^(guò)充或過(guò)放或短路導(dǎo)致電源內(nèi)部的溫度急劇升高從而導(dǎo)致燃燒或者爆炸。若電源本身具有良好的導(dǎo)熱性，能夠快速的將熱散發(fā)出去，就能有效的降低這種安全隱患。而決定動(dòng)力電池安全性的關(guān)鍵在于其中的隔膜。
[0004]目前，在電化學(xué)電源如鋰離子電池普遍采用的隔膜為多孔聚烯烴隔膜。由于多孔聚烯烴隔膜是聚合物，其導(dǎo)熱性很差，不能將充放電過(guò)程中產(chǎn)生的熱及時(shí)導(dǎo)出，會(huì)導(dǎo)致電源中溫度急劇升高。又由于多孔聚烯烴隔膜是聚合物，其本身耐熱性差，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時(shí)，這種隔膜就會(huì)發(fā)生收縮甚至破裂，從而使電源內(nèi)部有可能發(fā)生正負(fù)之間直接接觸而短路，引發(fā)電池安全性隱患，如燃燒、爆炸等現(xiàn)象，另外，該多孔聚烯烴隔膜還存在潤(rùn)濕性能和高倍率性能差，因此，該多孔聚烯烴隔膜難以滿足動(dòng)力電池對(duì)安全性能及高倍率性能的要求。因此，為了滿足更高的要求，需要研究性能更好的隔膜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種耐熱性和透氣性好的電化學(xué)電源隔膜及其制備方法。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種安全性和倍率性高的電化學(xué)電源。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0008]一種電化學(xué)電源隔膜，包括纖維復(fù)合層和涂設(shè)在所述纖維復(fù)合層表面的有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層，所述纖維復(fù)合層包括混合的有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維，且有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維的重量比為1:99?99:1。
[0009]以及，上述電化學(xué)電源隔膜的一種制備方法，包括如下步驟:
[0010]將所述有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)纖維混合后平鋪，形成纖維復(fù)合層；
[0011]將有機(jī)黏結(jié)劑溶于有機(jī)溶劑后加入無(wú)機(jī)粉體，配制成懸浮液；
[0012]將所述懸浮液涂覆在纖維復(fù)合層表面，干燥處理，得到所述電化學(xué)電源隔膜。
[0013]以及，一種電化學(xué)電源，其包括上述的電化學(xué)電源隔膜。[0014]上述電化學(xué)電源隔膜采用有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維混合構(gòu)成的纖維復(fù)合層為基體，并以含有無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層為涂層，有效提高了該電化學(xué)電源隔膜的耐受溫度，使得該電化學(xué)電源隔具有優(yōu)異的透氣率。
[0015]上述電化學(xué)電源隔膜制備方法將有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合層的漿料直接涂覆在纖維復(fù)合層為基體的表面，干燥即可，工藝簡(jiǎn)單，條件易控，對(duì)設(shè)備要求低，生產(chǎn)效率，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0016]上述電化學(xué)電源因包括上述電化學(xué)電源隔膜，由于該電化學(xué)電源隔膜具有優(yōu)異的透氣率，有效降低了該電化學(xué)電源在高倍率充放電時(shí)的內(nèi)阻，不僅提高了能量密度，更有利于降低熱的產(chǎn)生，又由于該電化學(xué)電源隔膜的高耐受溫度，有效提高了電化學(xué)電源的安全性能，延長(zhǎng)了其壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例電化學(xué)電源隔膜結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的電化學(xué)電源隔膜制備方法的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]本發(fā)明實(shí)例提供一種散熱性好、尺寸穩(wěn)定的電化學(xué)電源隔膜，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該電化學(xué)電源隔膜包括纖維復(fù)合層I和涂設(shè)在纖維復(fù)合層I表面的有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體
復(fù)合層2。
[0022]其中，上述纖維復(fù)合層I相當(dāng)于呈層狀的芯層，其是將含有有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維的混合纖維鋪陳層狀形成，具體的制備方法請(qǐng)參見(jiàn)下文關(guān)于該電化學(xué)電源隔膜的制備方法，其中，有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維的重量比為1:99?99:1。該纖維復(fù)合層I構(gòu)成電化學(xué)電源隔膜的基體，增強(qiáng)了該電化學(xué)電源隔膜的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)由于其本身特性，提高了該電化學(xué)電源隔膜的耐受溫度。
[0023]作為本發(fā)明具體實(shí)施例，該纖維復(fù)合層I中的有機(jī)纖維的直徑優(yōu)選為5?40 μ m，其優(yōu)選為PET纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、PPTA纖維中的至少一種。無(wú)機(jī)纖維優(yōu)選為直徑是5?40 μ m，其優(yōu)選為玻璃纖維、石英玻璃纖維、陶瓷纖維中的至少一種。該優(yōu)選的有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐受溫度，其中，無(wú)機(jī)纖維還具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，能有效的提高電化學(xué)電源隔膜的導(dǎo)熱和散熱性能。
[0024]上述有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2中的有機(jī)黏結(jié)劑與無(wú)機(jī)粉體的重量比優(yōu)選為(I?5):1。該兩者優(yōu)選比例，能使得該電化學(xué)電源隔膜具有良好的電解液潤(rùn)濕性能，同時(shí)增強(qiáng)該有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2與纖維復(fù)合層I結(jié)合的強(qiáng)度，使得該電化學(xué)電源隔膜具有優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度。
[0025]作為本發(fā)明具體實(shí)施例，該有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2中的有機(jī)物為有機(jī)黏結(jié)劑為聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、改性丁苯橡膠、氟化橡膠、聚氨酯中的至少一種；無(wú)機(jī)粉體為空心氧化鋁和/或空心氧化硅，無(wú)機(jī)粉體粒徑優(yōu)選為3?lOOOnm，如粒徑為3?IOOOnm的空心氧化鋁和/或空心氧化硅。該優(yōu)選的有機(jī)黏結(jié)劑具有較高的耐受溫度和粘結(jié)強(qiáng)度，從而增加有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2與纖維復(fù)合層I結(jié)合的機(jī)械強(qiáng)度，防止有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2的脫落，延長(zhǎng)了電化學(xué)電源隔膜的使用壽命，從而延長(zhǎng)了電化學(xué)電源循環(huán)使用壽命。該優(yōu)選的無(wú)機(jī)粉體具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，且該無(wú)機(jī)粉體在有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合層2中構(gòu)成骨架，從而使得本發(fā)明實(shí)施例電化學(xué)電源隔膜具有優(yōu)異的散熱性能，還能提高電化學(xué)電源隔膜的破膜溫度，提高了化學(xué)電源隔膜的安全性能。又由于無(wú)機(jī)粉體優(yōu)選為空心的，這樣能顯著的降低電化學(xué)電源隔膜的重量，從而提高了電化學(xué)電源能量密度。因此，該有機(jī)黏結(jié)劑與無(wú)機(jī)粉體共同作用，能有效調(diào)節(jié)該電化學(xué)電源隔膜的氣孔，提高了電化學(xué)電源隔膜的耐受溫度和透氣性。
[0026]作為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，通過(guò)控制上述纖維復(fù)合層I與有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2的厚度或重量比，將上述實(shí)施例中的電化學(xué)電源隔膜的透氣率優(yōu)選控制為10%?90%,更優(yōu)選為40%?60%。通過(guò)調(diào)節(jié)纖維復(fù)合層I與有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2的厚度或重量比，實(shí)現(xiàn)對(duì)該電化學(xué)電源隔膜的機(jī)械強(qiáng)度和透氣性的調(diào)節(jié)，同時(shí)提高電化學(xué)電源隔膜潤(rùn)濕性能，以提高電化學(xué)電源的電化學(xué)性能。
[0027]由上所述，上述電化學(xué)電源隔膜采用有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維混合構(gòu)成的纖維復(fù)合層I為基體，并以含有無(wú)機(jī)粉體的有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2為涂層，有效提高了該電化學(xué)電源隔膜的耐受溫度，使得該電化學(xué)電源隔具有優(yōu)異的透氣率。并通過(guò)對(duì)有機(jī)纖維與無(wú)機(jī)纖維、有機(jī)黏結(jié)劑與無(wú)機(jī)粉體種類的選用、混合比的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電化學(xué)電源隔膜的透氣性、耐熱性、散熱性和機(jī)械強(qiáng)度的調(diào)節(jié)，獲得綜合性能高的電化學(xué)電源隔膜。
[0028]相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種制備上述電化學(xué)電源隔膜的方法，該方法工藝流程圖如圖2所示，同時(shí)請(qǐng)參見(jiàn)圖1。該制備方法包括如下步驟:
[0029]步驟S01.纖維復(fù)合層的形成:將有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)纖維混合后平鋪，形成纖維復(fù)合層I ;
[0030]步驟S02.配制有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液:將有機(jī)黏結(jié)劑溶于有機(jī)溶劑后加入無(wú)機(jī)粉體，配制成懸浮液；
[0031]步驟S03.有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液在纖維復(fù)合層表面成膜處理:將步驟S02制備的懸浮液涂覆在纖維復(fù)合層I表面，干燥處理，得到所述電化學(xué)電源隔膜。
[0032]具體地，在上述步驟SOl中，有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)纖維所選用的種類和含量如上文所述，為了節(jié)約篇幅，在此不再贅述。該有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)纖維混合后平鋪的方法可以按照如下方法進(jìn)行:
[0033]將有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)纖維按上述的比例范圍隨機(jī)且均勻的鋪陳在網(wǎng)帶上，形成纖維復(fù)合層I。當(dāng)然，有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)纖維還可以鋪陳其他的載體上，只要能實(shí)現(xiàn)有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)纖維鋪陳，該載體出了網(wǎng)帶之外，還可以用本領(lǐng)域常用其他的載體。
[0034]上述步驟S02中，有機(jī)黏結(jié)劑、無(wú)機(jī)粉體所選用的種類和含量如上文所述，為了節(jié)約篇幅，在此不再贅述。有機(jī)溶劑可選用乙醚、戊烷、二氯甲烷、二硫化碳、丙酮、氯仿、甲醇、己烷、三氟代乙酸、1，1，1-三氯乙烷、四氯化碳中的至少一種。在配制懸浮液的配制的過(guò)程中，優(yōu)選先將有機(jī)黏結(jié)劑加入到有機(jī)溶劑中，使得有機(jī)黏結(jié)劑完全溶解后，再加入無(wú)機(jī)粉體攪拌直至各組分分散均勻。該懸浮液的濃度根據(jù)涂覆的方式而靈活調(diào)整，另外，如果懸浮液濃度較低時(shí)，可以采取多次涂覆，以實(shí)現(xiàn)控制有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2的厚度和該電化學(xué)電源隔膜的透氣率。具體地，配制懸浮液的濃度可以是無(wú)機(jī)粉體的質(zhì)量占懸浮液總質(zhì)量的0.5%?25%。
[0035]上述步驟S03中，懸浮液涂覆在纖維復(fù)合層I表面的方式優(yōu)選為浸潰涂布、刮刀涂布、刮棒涂布、噴涂中的一種或兩種以上方式的組合。該優(yōu)選的涂覆方式能將懸浮液均勻的分散在纖維復(fù)合層I表面，從而使得在纖維復(fù)合層I表面形成厚度均勻的有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2。該懸浮液涂覆在纖維復(fù)合層I表面的量?jī)?yōu)選將該電化學(xué)電源隔膜的透氣率控制為10%?90%，更優(yōu)選為40%?60%，以使得該電化學(xué)電源隔膜具有優(yōu)良的透氣性。
[0036]該步驟S03中，為了涂覆在纖維復(fù)合層I表面的懸浮液在干燥過(guò)程中不發(fā)生變化，該步驟中的干燥優(yōu)選在無(wú)氧的條件下干燥，除去有機(jī)溶劑，使得有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液凝固干燥，形成有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2。優(yōu)選地，該無(wú)氧的條件為含氫氣、氮?dú)?、惰性氣體中的至少一種的干燥氣體或真空。干燥的溫度優(yōu)選為40°C?200°C，干燥時(shí)間可根據(jù)溫度調(diào)節(jié)，只要使得有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層2完全固化干燥即可。
[0037]由上所述，上述實(shí)施例電化學(xué)電源隔膜的制備方法將有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合層2的漿料直接涂覆在纖維復(fù)合層基體表面，經(jīng)固化干燥即可。其制備方法工藝簡(jiǎn)單，條件易控，對(duì)設(shè)備要求低，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0038]本發(fā)明實(shí)施例還提高了一種安全性和倍率性高的電化學(xué)電源，該電化學(xué)電源包括上述的電化學(xué)電源隔膜以及其他必要的如電源殼體、電解液等相關(guān)部件。具體地，該電化學(xué)電源為鋰離子電池或超級(jí)電容器。
[0039]作為本發(fā)明實(shí)施例，當(dāng)電化學(xué)電源為鋰離子電池時(shí)，該鋰離子電池包含依次層疊的正極、隔膜和負(fù)極以及電池殼體和電解液。其中，正極、電池隔膜和負(fù)極依次層疊疊加后卷繞，并裝入電池殼體內(nèi)，電解液注入電池殼體內(nèi)并浸沒(méi)電極和電池隔膜。電池隔膜直接采用上述電化學(xué)電源隔膜或者利用上述的電化學(xué)電源隔膜的制備方法實(shí)施例制備獲得，正極和負(fù)極為采用本領(lǐng)域常用的即可。由于該實(shí)施例中鋰離子電池的電池隔膜采用上述實(shí)施例電化學(xué)電源隔膜。而該電化學(xué)電源隔膜正如上文所述，是以有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維混合構(gòu)成的纖維復(fù)合層為基體和含有無(wú)機(jī)粉體的有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層構(gòu)成，由于該電化學(xué)電源隔膜具有優(yōu)異的透氣率，有效降低了該鋰離子電池在高倍率充放電時(shí)的內(nèi)阻，不僅提高了其能量密度，更有利于降低熱的產(chǎn)生，又由于該電化學(xué)電源隔膜的高耐受溫度，有效提高了鋰離子電池的安全性能，延長(zhǎng)了其壽命。
[0040]當(dāng)電化學(xué)電源為超級(jí)電容器時(shí)，該超級(jí)電容器包含依次層疊的電極、隔膜、電極以及電池殼體和電解液。其中，電極/隔膜/電極依次層疊疊加后卷繞，并裝入電容器殼體內(nèi)，電解液注入電容器殼體內(nèi)并浸沒(méi)電極和隔膜。該隔膜直接采用上述電化學(xué)電源隔膜或者利用上述的電化學(xué)電源隔膜的制備方法實(shí)施例制備獲得，電極為采用本領(lǐng)域常用的即可。
[0041]正是由于上述電化學(xué)電源因包括上述電化學(xué)電源隔膜，由于該電化學(xué)電源隔膜具有優(yōu)異的透氣率，有效降低了該電化學(xué)電源在高倍率充放電時(shí)的內(nèi)阻，不僅提高了能量密度，更有利于降低熱的產(chǎn)生，該電化學(xué)電源隔膜的高耐受溫度性能有效提高了電化學(xué)電源的安全性能，延長(zhǎng)了其壽命。該電化學(xué)電源具有上述優(yōu)異的性能。該電化學(xué)電源可以應(yīng)用于移動(dòng)終端產(chǎn)品、電動(dòng)汽車、電網(wǎng)、通信設(shè)備和/或電動(dòng)工具中的應(yīng)用。如當(dāng)電化學(xué)電源為鋰離子電池用于通信設(shè)備中時(shí)，該通信設(shè)備包括工作模塊和供電模塊。其中，供電模塊為工作模塊提供電能，其包括上文所述的鋰電池，該鋰電池可以是一個(gè)或兩個(gè)以上的鋰電池。放供電模塊包括兩個(gè)以上的鋰電池時(shí)，該鋰電池可以根據(jù)工作模塊所需電能的需要，以并聯(lián)或串聯(lián)或并串聯(lián)接。該工作模塊使用供電模塊提供的電能運(yùn)行，例如執(zhí)行相關(guān)信息的接受、交換、處理、儲(chǔ)存、發(fā)射等任務(wù)。該通信設(shè)備可以使手機(jī)、筆記本電腦等任意一種需要電能的電子設(shè)備。
[0042]以下通過(guò)多個(gè)實(shí)施例來(lái)舉例說(shuō)明上述電池隔離制備方法，以及其性能等方面。
[0043]實(shí)施例1
[0044]一種電池隔膜及其制備方法以及鋰離子電池，該電池隔膜的制備方法包括如下步驟:
[0045]SI 1:將50重量份的10微米PET纖維與50重量份的10微米的玻璃纖維隨機(jī)且均勻的鋪陳在網(wǎng)帶上，形成纖維復(fù)合芯層；
[0046]S12:向含有丙酮的容器中加入40重量份的聚四氟乙烯，并不停攪拌，直至完全溶解形成有機(jī)溶液，再向該有機(jī)溶液中加入10重量份的平均粒徑為50納米的空心氧化鋁粉體，并攪拌均勻，得有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液；其中，空心氧化鋁粉體在有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液中的質(zhì)量百分濃度為10% ；
[0047]S13:以浸潰涂布的方式施將步驟S12配制的有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液以上述有機(jī)一無(wú)機(jī)懸浮液涂覆在步驟SI I制備的纖維復(fù)合芯層雙面，在100°C的空氣中干燥24小時(shí)，得電化學(xué)電源隔膜。
[0048]將本實(shí)施例1制備的電化學(xué)電源隔膜用于制備鋰離子電池:將正極、本實(shí)施例1制備的電化學(xué)電源隔膜和負(fù)極依次層疊疊加后卷繞，并裝入電容器殼體內(nèi)，然后向電池殼體內(nèi)注入電解液，最后封裝。
[0049]將本實(shí)施例制備的電化學(xué)電源隔膜和鋰離子電池進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試，經(jīng)測(cè)試得知，該電化學(xué)電源隔膜的孔隙率為50%，孔徑為50納米，厚度為20微米，透氣率為150s/100cco破膜溫度高于200°C。鋰離子電池的能量密度為lOOwh/kg。
[0050]實(shí)施例2
[0051]一種電池隔膜及其制備方法以及鋰離子電池，該電池隔膜的制備方法包括如下步驟:
[0052]S21:將20重量份的10微米PET纖維與80重量份的10微米的玻璃纖維隨機(jī)且均勻的鋪陳在網(wǎng)帶上，形成纖維復(fù)合芯層；
[0053]S22:向含有丙酮的容器中加入50重量份的PVDF，并不停攪拌，直至完全溶解形成有機(jī)溶液，再向該有機(jī)溶液中加入50重量份的平均粒徑為200納米的空心氧化鋁粉體，并攪拌均勻，得有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液；其中，空心氧化鋁粉體在有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液中的質(zhì)量百分濃度為0.5% ；
[0054]S23:以浸潰涂布的方式施將步驟S22配制的有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液以上述有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液涂覆在步驟S21制備的纖維復(fù)合芯層雙面，在100°C的空氣中干燥12小時(shí)，得電化學(xué)電源隔膜。
[0055]將本實(shí)施例2制備的電池隔膜用于制備鋰離子電池，具體的制備方法如同實(shí)施例1中的鋰離子電池的制備方法。
[0056]將本實(shí)施例制備的電化學(xué)電源隔膜和鋰離子電池進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試，經(jīng)測(cè)試得知，本實(shí)施例的化學(xué)電源隔膜的孔隙率為50%，孔徑為50納米，厚度為30微米，透氣率為200s/100cco破膜溫度高于250°C。鋰離子電池的能量密度為llOwh/kg。
[0057]實(shí)施例3
[0058]一種電池隔膜及其制備方法以及鋰離子電池，該電池隔膜的制備方法包括如下步驟:
[0059]S31:將50重量份的10微米PET纖維與50重量份的5微米的玻璃纖維隨機(jī)且均勻的鋪陳在網(wǎng)帶上，形成纖維復(fù)合芯層；
[0060]S32:向含有丙酮的容器中加入40重量份的PVDF，并不停攪拌，直至完全溶解形成有機(jī)溶液，再向該有機(jī)溶液中加入30重量份的平均粒徑為100納米的空心氧化鋁粉體，并攪拌均勻，得有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液；其中，空心氧化鋁粉體在有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液中的質(zhì)量百分濃度為25% ；
[0061]S33:以浸潰涂布的方式施將步驟S32配制的有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液以上述有機(jī)-無(wú)機(jī)懸浮液涂覆在步驟S31制備的纖維復(fù)合芯層雙面，在100°C的空氣中干燥12小時(shí)，得電化學(xué)電源隔膜。
[0062]將本實(shí)施例3制備的電池隔膜用于制備鋰離子電池，具體的制備方法如同實(shí)施例1中的鋰離子電池的制備方法。
[0063]將本實(shí)施例制備的電化學(xué)電源隔膜和鋰離子電池進(jìn)行相關(guān)性能測(cè)試，經(jīng)測(cè)試得知，本實(shí)施例的化學(xué)電源隔膜的孔隙率為60%，孔徑為40納米，厚度為25微米，透氣率為150s/100cco破膜溫度高于200°C。鋰離子電池的能量密度為
[0064]120wh/kgo
[0065]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電化學(xué)電源隔膜，其特征在于:包括纖維復(fù)合層和涂設(shè)在所述纖維復(fù)合層表面的有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層，所述纖維復(fù)合層包括混合的有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維，且有機(jī)纖維和無(wú)機(jī)纖維的重量比為1:99?99:1。
2.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電源隔膜，其特征在于:所述電化學(xué)電源隔膜的透氣率為10?90%。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電化學(xué)電源隔膜，其特征在于:所述有機(jī)纖維為直徑是5?40 μ m的PET纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、PPTA纖維中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1或2所述的電化學(xué)電源隔膜，其特征在于:所述無(wú)機(jī)纖維為直徑是5?40 μ m的玻璃纖維、石英玻璃纖維、陶瓷纖維中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電源隔膜，其特征在于:所述有機(jī)黏結(jié)劑-無(wú)機(jī)粉體復(fù)合層中，所述有機(jī)黏結(jié)劑與無(wú)機(jī)粉體的重量比為(I?5):1。
6.如權(quán)利要求1或4所述的電化學(xué)電源隔膜，其特征在于:所述有機(jī)物為有機(jī)黏結(jié)劑為聚乙烯醇、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、改性丁苯橡膠、氟化橡膠、聚氨酯中的至少一種。
7.如權(quán)利要求1或4所述的電化學(xué)電源隔膜，其特征在于:所述無(wú)機(jī)粉體為空心氧化鋁和/或空心氧化硅。
8.如權(quán)利要求1或4所述的電化學(xué)電源隔膜，其特征在于:所述無(wú)機(jī)粉體的粒徑為3?lOOOnm。
9.如權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)所述的電化學(xué)電源隔膜制備方法，包括如下步驟: 將所述有機(jī)纖維、無(wú)機(jī)纖維混合后平鋪，形成纖維復(fù)合層； 將有機(jī)黏結(jié)劑溶于有機(jī)溶劑后加入無(wú)機(jī)粉體，配制成懸浮液； 將所述懸浮液涂覆在纖維復(fù)合層表面，干燥處理，得到所述電化學(xué)電源隔膜。
10.一種電化學(xué)電源，其特征在于，包括權(quán)利要求1?7任一所述的電化學(xué)電源隔膜。
【文檔編號(hào)】H01G9/02GK103855348SQ201210504993
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月30日
【發(fā)明者】周明杰, 王要兵 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司