一种锂离子电池隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池隔膜及其制备方法，所述离子电池隔膜，包括隔膜基材，在隔膜基材表面上涂布有聚烯烃涂层，所述聚烯烃涂层的涂布厚度为1~4um；本发明专利技术的锂离子电池隔膜由于在隔膜基材上涂布有聚烯烃涂层，能起到降低闭孔温度的作用，从而可以防止热失控加剧，当锂离子电池内部的温度达到闭孔温度能在第一时间切断电流通过，起到保护锂离子电池的作用，且在150℃烘烤1小时后的热收缩率小于5%；相比于未涂布的锂离子电池隔膜，其吸液增加率为10~28%，可进一步提高锂离子电池的充放电循环效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高分子材料塑料薄膜，特别涉及。
技术介绍
锂离子电池隔膜的闭孔温度和破膜温度对电池的安全性有重要的影响，一般来说，闭孔温度低可防止电池内部热失控进一步加剧，破膜温度高可防止隔膜在高温下融化或破裂而造成大面积短路。因此破膜温度和闭孔温度的差值是衡量电池的安全性重要指标，在不影响其他性能的前提下，差值越大电池的安全性就越高。锂离子电池隔膜的闭孔温度和破膜温度取决于选用的制膜原材料，以聚烯烃隔膜为例，湿法PE隔膜的闭孔温度一般在120°C?130°C，破膜温度一般在14(Tl50°C ;干法PP隔膜的闭孔温度一般在15(Tl60°C，破膜温度一般在17(Tl80°C。两种材料的破膜温度和闭孔温度差值为1(T30°C，对电池的安全性存在巨大的隐患并限制其使用。目前美国Celgard公司的PP/PE/PP三层膜虽然在135°C具有闭孔作用同时保持PP隔膜的破膜温度，但隔膜的高温热收缩受到PE层的影响很大，1500C /30min的热收缩率约35?40% ;另外也有人提出在湿法PE隔膜上涂覆一层氧化铝涂层，虽然可以提高135°C的热收缩，但到140°C隔膜依然会融化，而且闭孔温度也会提高。
技术实现思路
为了解决现有锂离子电池隔膜闭孔温度高、破膜温度低、高温热收缩率大和吸液率低等不理想的技术问题，本专利技术的首要目的在于提供一种闭孔温度低、破膜温度高、高温热收缩率小以及吸液率高等性能更为优良的锂离子电池隔膜。本专利技术的另一目的是提供上述锂离子电池隔膜的制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的: 一种锂离子电池隔膜，包括隔膜基材，在隔膜基材表面上涂布有聚烯烃涂层，所述聚烯烃涂层的涂布厚度为f4um。更进一步地，在所述隔膜基材同一表面或者另一表面同时涂布有纳米陶瓷材料涂层，所述纳米陶瓷材料涂层的涂布厚度为2飞um。优选地，所述聚烯烃涂层的聚烯烃选自乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯的一种或几种；所述乙烯共聚物优选为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物的一种或几种，所述聚乙烯优选为交联聚乙烯、超高分子量聚乙烯、氧化聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯的一种或几种，所述聚丙烯选自无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯的一种或几种。优选地，所述纳米陶瓷材料涂层的纳米陶瓷材料选自氧化铝、氧化锆、二氧化钛的一种或几种。优选地，所述隔膜基材选自聚烯烃隔膜。其中，所述聚烯烃涂层的聚烯烃能起到闭孔作用的温度为95~140°C。所述纳米陶瓷材料涂层的纳米陶瓷材料能将破膜温度提高至20(T253°C。涂布上述两个涂层后的隔膜对比于空白基材的透气度增加数值控制在100s/100ml 以内。上述锂离子电池隔膜的制备方法，包括如下步骤: a)将聚烯烃配制成聚烯烃涂料，该涂料的重量百分配比为:20-30%的聚烯烃、2~4%的丙烯酸树脂、0.1-0.5%的有机硅油、0.1-0.2%的聚氧乙烯基醚、0.03^0.05%的羟丙基纤维素钠和余量的去离子水；同时将纳米陶瓷材料配制成纳米陶瓷材料涂料，该涂料的重量百分配比为:38~42%的纳米陶瓷材料、0.9~1.0%的丁苯乳液、0.4^0.8%的丙烯酸树脂、0.25、.35%的环氧树脂，0.1-0.15%的聚醚改性聚有机硅氧烷、0.1-0.15%的六偏磷酸钠、0.1-0.13%的羧甲基纤维素钠和余量的去离子水； b)将步骤a)得到的聚烯烃涂料、纳米陶瓷材料涂料利用微凹版涂布机同时涂布在隔膜基材单面或者分别涂布在隔膜基材双面； c)利用辊式烘干装置将涂布好的隔膜进行烘干，烘干温度为4(T70°C，传动辊速度为5^30米/分钟，即得到上述的锂离子电池隔膜。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果: 1)本专利技术的锂离子电池隔膜由于在隔膜基材上涂布有聚烯烃涂层，能起到降低闭孔温度的作用，从而可以防止热失控加剧，当锂离子电池内部的温度达到闭孔温度能在第一时间切断电流通过，起到保护锂离子电池的作用； 2)本专利技术的锂离子电池隔膜由于在隔膜基材上同时涂布有纳米陶瓷材料涂层，能起到提高破膜温度的作用，从而保证该隔膜在20(T25(TC高温下烘烤10分钟后仍能保持完整膜形态，无熔融或破裂现象，有效防止高温时锂离子电池的正、负极大面积接触而引起严重短路； 3)本专利技术的锂离子电池隔膜的高温热收缩率小，在150°C烘烤I小时后的热收缩率小于5% ； 4)本专利技术的锂离子电池隔膜有良好的吸液率，相比于未涂布的锂离子电池隔膜，其吸液增加率为10-28%，可进一步提高锂离子电池的充放电循环效率。【具体实施方式】下面通过【具体实施方式】来进一步说明本专利技术，以下实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受下述实施例的限制。现对实施例及对比例所用的组分做如下说明，但不限于这些材料: 实施例1-3和实施例10中: 隔膜基材，选用佛山市盈博莱科技有限公司生产的20um干法PP膜，其透气率为365.2s/100ml, 150。。/Ih 的热收缩率为 24.5% ； 聚烯烃:选用105°C能起到闭孔作用的乙烯-丙烯共聚物； 纳米陶瓷材料:选用氧化铝。实施例4飞中: 隔膜基材:选用美国Celgard公司生产的16um干法PP膜，其透气率为230.6s/100ml,150°C /Ih的热收缩率为21.0% ； 聚烯烃:选用110°C能起到闭孔作用的交联聚乙烯； 纳米陶瓷材料:选用氧化锆。实施例疒9中: 隔膜基材:选用新乡市中科科技有限公司生产的25um干法PP膜，其透气率为428.2s/100ml, 150。。/Ih 的热收缩率为 28.5% ； 聚烯烃:选用140°C能起到闭孔作用的无规共聚聚丙烯； 纳米陶瓷材料:选用二氧化钛。实施例1 一种锂离子电池隔膜，将在105°C能起到闭孔作用的乙烯-丙烯共聚物配制成乙烯-丙烯共聚物涂料，该涂料的重量百分配比为:20%的乙烯-丙烯共聚物、2%的丙烯酸树脂、0.1%的聚氧乙烯基醚、0.1%的有机硅油、0.05%的羟丙基纤维素钠和余量的去离子水；同时将氧化铝配制成氧化铝涂料，该涂料的重量百分配比为:38%的氧化铝、0.9%的丁苯乳液、0.4%的丙烯酸树脂、0.25%的环氧树脂，0.1%的聚醚改性聚有机硅氧烷、0.1%的六偏磷酸钠、0.13%的羧甲基纤维素钠和余量的去离子水；先将得到的氧化铝涂料利用微凹版涂布机涂布在20um干法PP膜的单面形成氧化铝涂层，利用辊式烘干装置将涂布好的隔膜进行烘干，烘干温度为60°C，传动速度为20米/分钟；再在该氧化铝涂层上利用微凹版涂布机涂布上乙烯-丙烯共聚物涂料形成乙烯-丙烯共聚物涂层，利用辊式烘干装置将涂布好的隔膜进行烘干，烘干温度为50°C，传动辊速度为5米/分钟，即得单面涂布的乙烯-丙烯共聚物/氧化铝/PP锂离子电池隔膜；其中氧化铝涂层的涂布厚度分别为1.8um、2.0um,4.0um,6.0um、7.0um,乙烯-丙烯共聚物涂层对应的涂布厚度分别为0.8um、l.0um、2.0um、4.0um、5.0um。将上述得到的五种单面涂布的乙烯-丙烯共聚物/氧化铝/PP锂离子电池隔膜，经过105°C烘烤10s，测试烘烤后的透气率、破膜温度、热收缩率和吸液增加率如表1所示。表1单面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池隔膜，包括隔膜基材，其特征在于：在隔膜基材表面上涂布有聚烯烃涂层，所述聚烯烃涂层的涂布厚度为1~4um。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜，包括隔膜基材，其特征在于:在隔膜基材表面上涂布有聚烯烃涂层，所述聚烯烃涂层的涂布厚度为f4um。2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于:在所述隔膜基材同一表面或者另一表面同时涂布有纳米陶瓷材料涂层，所述纳米陶瓷材料涂层的涂布厚度为2飞um。3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述聚烯烃涂层的聚烯烃选自乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯的一种或几种；所述乙烯共聚物优选为乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物的一种或几种，所述聚乙烯优选为交联聚乙烯、超高分子量聚乙烯、氧化聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯、低密度聚乙烯的一种或几种，所述聚丙烯选自无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯、均聚聚丙烯的一种或几种。4.根据权利要求2所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述纳米陶瓷材料涂层的纳米陶瓷材料选自氧化铝、氧化锆、二氧化钛的一种或几种。5.根据权利要求1或2所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述隔膜基材选自聚烯烃隔膜。6.根据权利要求1或3所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述聚烯烃涂层能起到闭孔作用的温度为95...

【专利技术属性】
技术研发人员：周侨发，
申请(专利权)人：佛山市盈博莱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44