本发明专利技术提供一种电化学装置隔膜及其制备方法和二次电池，所述电化学装置隔膜至少包括陶瓷纤维和包覆在所述陶瓷纤维表面的粘接性聚合物。本发明专利技术的所述电化学装置隔膜具有多功能化特点，所述隔膜在400℃时的热收缩率小于2％，在500℃时的热收缩率小于4％，除具有优异的热稳定性外，同时，所述隔膜与正负极具有很好地粘接能力，有利于锂离子的传输，降低锂离子的传输距离，并使正负极与隔膜的物理空间位置相对固定，进一步提高电池的安全性能。本发明专利技术的多功能化隔膜特别适用于二次电池。
【技术实现步骤摘要】
一种电化学装置隔膜及其制备方法和二次电池
本专利技术涉及电化学装置隔膜领域，特别是涉及一种多功能化电化学装置隔膜及其制备方法和二次电池。
技术介绍
锂二次电池作为新能源产业的杰出代表，近年呈现出井喷式的增长，尤其是在电动汽车领域，具备大倍率充放性能的动力电池更是出现了供不应求的局面。随着锂二次电池在电动汽车上的大量应用，电池安全性已经成为动力电池检验的重要标准之一。其中，锂电池隔膜是单体电芯安全性保障的第一条“防线”。目前正广泛应用于锂电池中的隔膜主要为聚烯烃类融熔拉伸隔膜，这些材料所拥有的关闭效应在电池发热时有助于安全性的提高。然而，当电池发生内部短路时，局部放热使短路部分瞬间温度最高可达600℃。聚烯烃材料的熔点为150℃或更低，隔膜在获得关闭效应之前熔融，且可能导致发生大面积的电极之间的短路，产生的热量引起电解液气化，进而引发燃烧或者爆炸。聚烯烃类隔膜材质的局限性在于耐温性能有限，通常低于150℃，使得锂二次电池的安全性降低，不适合作为电动汽车用的锂离子动力电池隔膜。因此，提供一种耐温性能更好、安全性能更高的电化学装置隔膜是本领域技术人员需要解决的课题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种电化学装置隔膜及其制备方法和二次电池，用于解决现有技术中隔膜耐温性能差、二次电池安全性能低的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种电化学装置隔膜，所述电化学装置隔膜至少包括陶瓷纤维和包覆在所述陶瓷纤维表面的粘接性聚合物，所述隔膜在400℃时的热收缩率小于2％。作为本专利技术电化学装置隔膜的一种优化的方案，所述隔膜在500℃时的热收缩率小于4％。作为本专利技术电化学装置隔膜的一种优化的方案，所述隔膜的粘接力不小于0.1N/m，所述隔膜的透气率介于10s/100cc～500s/100cc之间，所述隔膜的拉伸强度介于20MPa～400MPa。作为本专利技术电化学装置隔膜的一种优化的方案，所述隔膜的厚度介于5μm～40μm之间。作为本专利技术电化学装置隔膜的一种优化的方案，所述粘接性聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚丙烯腈及其共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物中的至少一种。作为本专利技术电化学装置隔膜的一种优化的方案，所述隔膜中，所述粘接性聚合物的重量百分含量介于5wt％～50wt％之间。作为本专利技术电化学装置隔膜的一种优化的方案，所述陶瓷纤维包括陶瓷纤维布。作为本专利技术电化学装置隔膜的一种优化的方案，所述陶瓷纤维布的厚度介于3μm～40μm。作为本专利技术电化学装置隔膜的一种优化的方案，所述陶瓷纤维布中的单丝陶瓷纤维直径小于或者等于15μm。本专利技术还提供一种电化学装置隔膜的制备方法，所述制备方法至少包括：1)提供粘结性聚合物和溶剂，将所述粘结性聚合物和所述溶剂混合配置成混合溶液；2)提供陶瓷纤维，将所述混合溶液形成在所述陶瓷纤维表面，再经过干燥处理，获得所述电化学装置隔膜。作为本专利技术电化学装置隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述溶剂选自水、乙醇、丙醇、异丙醇、丙三醇、四氢呋喃、吡啶、二氯甲烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮及聚乙二醇中至少一种。作为本专利技术电化学装置隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述粘结性聚合物包括粘结性聚合物粉末、粘结性聚合物溶液中的一种。作为本专利技术电化学装置隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述粘接性聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚丙烯腈及其共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物中的至少一种。作为本专利技术电化学装置隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述混合溶液中，所述溶剂的质量分数介于20～90％之间，所述粘接性聚合物的质量分数介于10％～80％之间。作为本专利技术电化学装置隔膜的制备方法的一种优化的方案，步骤2)中，将所述混合溶液形成在所述陶瓷纤维表面的步骤包括：将所述陶瓷纤维布浸入所述混合溶液中；或者将所述混合溶液涂覆于所述陶瓷纤维表面。作为本专利技术电化学装置隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述干燥处理包括红外干燥及鼓风干燥中的至少一种。作为本专利技术电化学装置隔膜的制备方法的一种优化的方案，所述干燥处理的温度介于30℃～80℃之间。本专利技术另外提供—种二次电池，所述二次电池包含如上述任一方案所述的电化学装置隔膜。如上所述，本专利技术的电化学装置隔膜及其制备方法和二次电池，具有以下有益效果：1、本专利技术创新的采用陶瓷纤维作为隔膜基底，使得本专利技术的隔膜基底的软化温度可达到1000℃以上，由于本专利技术的隔膜基底具有良好的耐热性，使制备所得的复合隔膜的耐热性和稳定性得到显著的提高，最终使得隔膜在400℃时的热收缩率小于2％。2、本专利技术在陶瓷纤维表面制作具有良好的粘结性能的粘接性聚合物，使得本专利技术的隔膜与正负极可以很好地粘接在一起，改善隔膜与正负极的界面，距离更短，电池更薄，极大改善了电池性能。3、本专利技术采用陶瓷纤维与粘结性聚合物相结合，利用各自的优势，进一步提高电池的安全性能。附图说明图1为本专利技术电化学装置隔膜的制备方法的流程示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅附图。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术提供一种电化学装置隔膜，所述电化学装置隔膜至少包括陶瓷纤维和包覆在所述陶瓷纤维表面的粘接性聚合物，所述隔膜在400℃时的热收缩率小于2％。作为示例，所述隔膜在500℃时的热收缩率小于4％。需要说明的是，所述热收缩率包括横向热收缩率和纵向热收缩率。优选地，所述隔膜在400℃时的热收缩率小于1％，所述隔膜在500℃时的热收缩率小于2％。更进一步地，所述隔膜在500℃时的热收缩率小于1％。作为示例，所述隔膜的粘接力不小于0.1N/m，所述隔膜的透气率介于10s/100cc～500s/100cc之间，所述隔膜的拉伸强度介于20MPa～400MPa。优选地，所述隔膜的粘接力不小于2N/m，所述隔膜的透气率介于60s/100cc～400s/100cc之间，所述隔膜的拉伸强度介于60MPa～300MPa。更进一步地，所述隔膜的粘接力不小于5N/m，所述隔膜的透气率介于100s/100cc～250s/100cc之间，所述隔膜的拉伸强度介于80MPa～200MPa。作为示例，所述隔膜的厚度介于5μm～40μm之间。优选地，所述隔膜的厚度介于7μm～30μm之间。更进一步地，所述隔膜的厚度介于9μm～20μm之间。作为示例，所述粘接性聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚丙烯腈及其共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物中的至少一种。这类聚合物具有在热压条件下与电化学装置的正负极片粘接在一起的功能，能极大改善隔膜与极片间界面，提高电池性能。作为示例，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电化学装置隔膜，其特征在于，所述电化学装置隔膜至少包括陶瓷纤维和包覆在所述陶瓷纤维表面的粘接性聚合物，所述隔膜在400℃时的热收缩率小于2％。
【技术特征摘要】
1.一种电化学装置隔膜，其特征在于，所述电化学装置隔膜至少包括陶瓷纤维和包覆在所述陶瓷纤维表面的粘接性聚合物，所述隔膜在400℃时的热收缩率小于2％。2.根据权利要求1所述的电化学装置隔膜，其特征在于：所述隔膜在500℃时的热收缩率小于4％。3.根据权利要求1所述的电化学装置隔膜，其特征在于：所述隔膜的粘接力不小于0.1N/m，所述隔膜的透气率介于10s/100cc～500s/100cc之间，所述隔膜的拉伸强度介于20MPa～400MPa。4.根据权利要求1所述的电化学装置隔膜，其特征在于：所述隔膜的厚度介于5μm～40μm之间。5.根据权利要求1所述的电化学装置隔膜，其特征在于：所述粘接性聚合物包括聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯共聚物、聚丙烯腈及其共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯及其共聚物中的至少一种。6.根据权利要求1所述的电化学装置隔膜，其特征在于：所述隔膜中，所述粘接性聚合物的重量百分含量介于5wt％～50wt％之间。7.根据权利要求1所述的电化学装置隔膜，其特征在于：所述陶瓷纤维包括陶瓷纤维布。8.根据权利要求7所述的电化学装置隔膜，其特征在于：所述陶瓷纤维布的厚度介于3μm～40μm。9.根据权利要求7所述的电化学装置隔膜，其特征在于：所述陶瓷纤维布中的单丝陶瓷纤维直径小于或者等于15μm。10.一种电化学装置隔膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括：1)提供粘结性聚合物和溶剂，将所述粘结性聚合物和所述溶剂混合配置成混合溶液；2)提供陶瓷纤维，将所述混合溶液形成在所...
【专利技术属性】
技术研发人员：程跃，陈永乐，何方波，王连杰，黄灿灿，
申请(专利权)人：上海恩捷新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。