一種鋰離子電池隔膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種高分子材料塑料薄膜，特別設(shè)及一種裡離子電池隔膜及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 裡離子電池隔膜的閉孔溫度和破膜溫度對電池的安全性有重要的影響，一般來 說，閉孔溫度低可防止電池內(nèi)部熱失控進(jìn)一步加劇，破膜溫度高可防止隔膜在高溫下融化 或破裂而造成大面積短路。因此破膜溫度和閉孔溫度的差值是衡量電池的安全性重要指 標(biāo)，在不影響其他性能的前提下，差值越大電池的安全性就越高。裡離子電池隔膜的閉孔溫 度和破膜溫度取決于選用的制膜原材料，W聚締姪隔膜為例，濕法PE隔膜的閉孔溫度一般 在120°C~130°C，破膜溫度一般在140~150°C;干法PP隔膜的閉孔溫度一般在150~160°C， 破膜溫度一般在170~180°C。兩種材料的破膜溫度和閉孔溫度差值為10~30°C，對電池的 安全性存在巨大的隱患并限制其使用。目前美國Celgard公司的PP/PE/PPS層膜雖然在 135°C具有閉孔作用同時保持PP隔膜的破膜溫度，但隔膜的高溫?zé)崾湛s受到PE層的影響很 大，150°C/30min的熱收縮率約35~40% ;另外也有人提出在濕法陽隔膜上涂覆一層氧化侶 涂層，雖然可W提高135°C的熱收縮，但到140°C隔膜依然會融化，而且閉孔溫度也會提高。
[0003] 此外，裡離子電池在生產(chǎn)和使用過程中，由于裡離子電池的隔膜和正負(fù)極片的表 面摩擦力小，在外力作用下容易造成隔膜和極片發(fā)生錯位移動，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致短路的發(fā) 生，給裡離子電池的安全性帶來隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決現(xiàn)有裡離子電池的隔膜安全性差和與極片容易發(fā)生錯位移動等技術(shù)問 題，本發(fā)明的首要目的在于提供一種安全性高，且對極片有良好粘接作用的裡離子電池隔 膜。
[0005] 本發(fā)明的另一目的是提供上述裡離子電池隔膜的制備方法。
[0006] 本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種裡離子電池隔膜，包括隔膜基材，在隔膜基材的至少一個表面上涂布有聚締姪包 覆無機(jī)納米材料的包覆體涂層，在所述聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體涂層的表面或者 隔膜基材的另一表面同時涂布有有機(jī)高分子涂層，所述聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體 涂層的涂布厚度為1~6皿1，所述有機(jī)局分子涂層的涂布厚度為1~4皿1。
[0007] 其中，所述聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體涂層的聚締姪選自己締共聚物、聚 己締、聚丙締的一種或幾種；所述己締共聚物選自己締-丙締共聚物、己締-了締共聚物、己 締-醋酸己締共聚物的一種或幾種，所述聚己締選自交聯(lián)聚己締、超高分子量聚己締、氧化 聚己締、高密度聚己締、中密度聚己締、低密度聚己締的一種或幾種，所述聚丙締選自無規(guī) 共聚聚丙締、嵌段共聚聚丙締、均聚聚丙締的一種或幾種。
[0008] 其中，所述聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體涂層的無機(jī)納米材料選自氧化侶、 氧化錯、二氧化鐵的一種或幾種。
[0009] 其中，所述有機(jī)高分子涂層的有機(jī)高分子選自聚偏氣己締、聚偏氣己締-六氣丙 締共聚物、聚己締化咯燒酬的一種或幾種。
[0010] 其中，所述隔膜基材選自聚締姪隔膜。
[0011] 其中，所述聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體涂層的聚締姪能起到閉孔作用的溫 度為95~140 °C。
[0012] 其中，所述締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體涂層的無機(jī)納米材料能將破膜溫度提 高至200~253 °C。
[0013]其中，所述有機(jī)高分子涂層的有機(jī)高分子材料在電池生產(chǎn)過程中能夠?qū)⒏裟づc極 片的180°C剝離強(qiáng)度提高至80~260N/m。
[0014] 涂布上述兩種涂層后的隔膜對比于空白基材的透氣度增加數(shù)值控制在 lOOs/lOOmlW內(nèi)。
[0015] 上述裡離子電池隔膜的制備方法，包括如下步驟： a) 聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體的制備：將重量百分比為50~70wt%的聚締姪、重 量百分比為28~48wt%的無機(jī)納米材料和1~3%的有機(jī)娃改性聚離在雙層乳化攬拌缸混合均 勻，在攬拌的狀態(tài)下利用電加熱方式將溫度升至170~190°C，待聚締姪完全融化后開啟高速 乳化機(jī)，利用強(qiáng)大的剪切力作用將無機(jī)納米材料在聚締姪烙融體中均勻分散，然后由高壓 累經(jīng)底部噴嘴噴入粉體儲罐，儲罐的粉末經(jīng)過振動篩分級處理后得到0. 5~1. 0化的微球狀 聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體； b) 將步驟a)得到的聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體配制成聚締姪包覆無機(jī)納 米材料的包覆體涂料，該涂料的重量百分配比為；20~40%的包覆體、1~3%的丙締酸樹脂、 0. 3~0. 7%的有機(jī)硅油、1~2%的聚氧己締基離、0. 3~0. 85%的哲丙基纖維素鋼和余量的去離 子水；同時將有機(jī)高分子配制成有機(jī)高分子涂料，該涂料的重量百分配比為；1〇~30%的有 機(jī)高分子、0. 3-0. 5%的了苯乳液、0. 4~0. 8%的丙締酸樹脂、0. 8~1. 2%的聚離改性聚有機(jī)娃 氧燒、0. 1~0. 2%的駿甲基纖維素鋼和余量的去離子水； C)將步驟b)得到的聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體涂料利用微凹版涂布機(jī)涂布在 隔膜基材的至少一個表面或者分別涂布在隔膜基材雙表面；利用漉式烘干裝置將涂布好的 隔膜進(jìn)行烘干，烘干溫度為40~70°C，傳動漉速度為5~30米/分鐘； d)將步驟b)得到的有機(jī)高分子涂料利用微凹版涂布機(jī)涂布在步驟C)得到的聚締姪包 覆無機(jī)納米材料的包覆體涂層的表面或者同時涂布在隔膜基材的另一表面，利用漉式烘干 裝置將涂布好的隔膜進(jìn)行烘干，烘干溫度為40~70°C，傳動漉速度為5~30米/分鐘；即得裡 離子電池隔膜。
[0016] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果： 1)本發(fā)明的裡離子電池隔膜由于在隔膜基材上涂布有聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包 覆體涂層，能起到降低閉孔溫度的作用，從而可W防止熱失控加劇，當(dāng)裡離子電池內(nèi)部的溫 度達(dá)到閉孔溫度能在第一時間切斷電流通過，起到保護(hù)裡離子電池的作用，同時能起到提 高破膜溫度的作用，從而保證該隔膜在200~250°C高溫下烘烤10分鐘后仍能保持完整膜 形態(tài)，無烙融或破裂現(xiàn)象，有效防止高溫時裡離子電池的正、負(fù)極大面積接觸而引起嚴(yán)重短 路，且高溫?zé)崾湛s率小，在150°C烘烤1小時后的熱收縮率小于5%。
[0017] 2)本發(fā)明的裡離子電池隔膜通過在聚締姪包覆無機(jī)納米材料的包覆體涂層的表 面或者隔膜基材的另一表面同時涂布有有機(jī)高分子涂層，保證隔膜與極片的180°C剝離強(qiáng) 度>80N/m，可避免隔膜在生產(chǎn)或使用過程中隔膜和極片出現(xiàn)錯位移動的現(xiàn)象。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面通過【具體實(shí)施方式】來進(jìn)一步說明本發(fā)明，W下實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方 式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受下述實(shí)施例的限制。
[001引 實(shí)施例1 所用的隔膜基材；選用佛山市盈博萊科技有限公司生產(chǎn)的20um干法PP膜，其透氣率 為310s/100ml，150°C/比的熱收縮率為18. 0%;聚締姪：選用105°C能起到閉孔作用的己 締-丙締共聚物；無機(jī)納米材料；選用氧化侶；有機(jī)高分子；選用聚偏氣己締。
[0020] -種裡離子電池隔膜的制備方法，包括如下步驟： a)己締-丙締共聚物包覆氧化侶的包覆體的制備；將重量百分比為50~70wt%的己 締-丙締共聚物、重量百分比為28~48wt%的氧化侶和1~3%的有機(jī)娃改性聚離在雙層乳化 攬拌缸混合均勻，在攬拌的狀態(tài)下利用電加熱方式將溫度升至170~190°C，待己締-丙締共 聚物完全融化后開啟高速乳化機(jī)，利用強(qiáng)大的剪切力作用將氧化侶在己締-丙締共聚物烙 融體中均勻分散，然后由高壓累經(jīng)底部噴嘴噴入粉體儲罐，儲罐的粉末經(jīng)過振動篩分級處 理后得到0. 8化的己締-丙締共聚物包覆氧化侶的包覆體； b)將步驟a)得到的己締-丙締共聚物包覆氧化侶的包覆體配制成己締-丙締共聚物包 覆氧化侶的包覆體涂料，該涂料的重量百分配比為；20~40%的己締-丙締共聚物包覆氧化 侶的包覆體、1~3%的丙締酸樹脂、0. 3~0. 7%的有機(jī)硅油、1~2%的聚氧己締基離、0. 3~0. 85% 的哲丙基纖維素鋼和余量的去離子水；同時將聚偏氣己締配制成聚偏氣己締涂料，該涂料 的重量百分配比為；10~30%的聚偏氣己締、0. 3-0. 5%的了苯乳液、0. 4~0. 8%的丙締酸樹脂、 0. 8~1. 2%的聚離改性聚有機(jī)硅氧烷、0. 1~0. 2%的駿甲基纖維素鋼和余量的去離子水； C)將步驟b)得到的己締-丙締共聚物包覆氧化侶的包覆體涂料利用微凹版涂布機(jī)涂 布在20um干法PP單向拉伸膜的單面；利用漉式烘干裝置將涂布好的隔膜進(jìn)行烘干，烘干溫 度為40~70°C，傳動漉速度為5~30米/分鐘； d)將步驟b)得到的聚偏氣己締涂料利用微凹版涂布機(jī)涂布在步驟C)得到的己締-丙 締共聚物包覆氧化侶的包覆體涂層的表面，利用漉式烘干裝置將涂布好的隔膜進(jìn)行烘干， 烘干溫度為40~70°C，傳動漉速度為5~30米/分鐘；即得單面涂布的聚偏氣己締/己締-丙 締共聚物包覆氧化侶的包覆體/PP裡離子電池隔膜；其中己締-丙締共聚物包覆氧化侶的 包覆體涂料對應(yīng)的涂布厚度分別為0. 8um、l. 0um、4. 0um、6. 0um、7.Oum;聚偏氣己締涂層的 涂布厚度分別為 0. 8um、l. 0um、2. 0um、4. 0um、5.Oum。
[0021] 將上述得到的五種單面涂布的聚偏氣己締/己締-丙締共聚物包覆氧化侶的包覆 體/PP裡離子電池隔膜，經(jīng)過105°C烘烤10s，測試烘烤后的透氣率、破膜溫度、熱收縮率和 與極片