本发明专利技术涉及高润湿性二次电池用隔膜的技术，提供一种高润湿性二次电池用隔膜，包含：聚烯烃系基材、在所述基材的一面或两面上形成的纳米纤维热熔层、以及在所述热熔层上形成的纳米纤维电解液高润湿层，所述热熔层的涂覆量为0.05至2.5g/m2，所述电解液高润湿层的孔隙率为55至89%。根据本发明专利技术的隔膜不仅耐热性优异且机械强度高，而且能够发挥关闭功能，作为二次电池用隔膜，具有优异的孔隙率及气孔大小，因此离子导电率优异且防止电池性能降低。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
[0001 ] 本专利技术涉及。
技术介绍
随着如高性能化、轻量化和汽车电源用这样的大型化趋势，要求锂离子二次电池、锂聚合物二次电池和超级电容器(双电层电容器及类似电容器)这样的二次电池具有高能量密度、大容量和热稳定性。 但是，实际情况是，将使用聚烯烃隔膜和液体电解质的现有锂离子二次电池、及使用在凝胶高分子电解质膜或者聚烯烃隔膜上涂覆凝胶的高分子电解质的现有锂离子高分子电池作为高能量密度及高容量电池使用时，在耐热性方面存在很大不足。 隔膜位于电池的阳极和阴极之间，起绝缘作用，并通过维持电解液提供离子导电的通路，如果电池的温度变得过高，则为了切断电流，隔膜的一部分熔融，提供堵住气孔的关闭功能。如果温度进一步升高而隔膜熔融，则产生大的孔，在阳极和阴极之间发生短路。将该温度称为短路温度，通常，隔膜最好具有低的关闭温度和较高的短路温度。在聚乙烯隔膜的情况下，当电池异常发热时，短路温度为140°C左右。 由此，为了制备具有较高的短路温度的高能量密度及大容量的二次电池，需要一种耐热性优异、热收缩率小，且因高离子电导率而具有优异的循环性能的隔膜。 为了获得这种隔膜，美国公开专利第2006/0019154号公开了如下内容:涂覆熔点为180°C以上的聚酰胺、聚酰亚胺或者聚酰胺酰亚胺等多孔性耐热性树脂来制备聚烯烃隔膜。 日本公开专利第2005-209570号公开了如下内容:将具有200°C以上的熔点的芳香族聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚砜、聚醚酮、聚醚酰亚胺等耐热性树脂溶液涂覆于聚烯烃隔膜的两面，并将其浸溃于凝固液，进行水洗、干燥，制备涂覆有耐热性树脂的聚烯烃隔膜。此时，为了减少离子导电率的降低，在所述耐热性树脂溶液中添加用于赋予多孔性的相分离齐U，且耐热性树脂的涂覆量也限制为0.5?6.0g/m2。 然而，在所述耐热性树脂中浸溃或者以耐热性树脂涂覆会堵住聚烯烃隔膜的气孔，限制锂离子的移动，从而导致充放电特性的降低。由此，以往公开的隔膜及电解质膜仍然无法同时满足耐热性和离子导电率，且耐热性涂覆还会导致输出特性的降低。因此，实际情况是，难以用于不仅要求耐热性、而且在急速充放电那样的苛刻条件下要求优异性能的如汽车电源用电池那样的高能量密度及大容量电池。 现有技术文献 专利文献 美国公开专利第2006/0019154号 日本公开专利第2005-209570号
技术实现思路
技术课题 本专利技术的目的在于提供一种电解液润湿性优异且具有高短路温度的二次电池用隔膜。 此外，本专利技术的目的在于提供一种制备二次电池用隔膜的方法。 解决课题的方法 本专利技术的目的在于提供一种电解液润湿性优异且具有高短路温度的二次电池用隔膜。 此外，本专利技术的目的在于提供一种制备二次电池用隔膜的方法。 专利技术效果 根据本专利技术的二次电池用隔膜，由于形成有电解液高润湿层，所以不仅对电解液的润湿性优异、而且耐热性优异，由于基材层和电解液高润湿层通过微量的热熔层相互粘接，所以粘接强度及尺寸稳定性优秀。此外，由于电解液高润湿层和热熔层通过连续的电纺丝以纳米纤维构成，因此不仅形成微气孔，而且防止强度降低和纤维打结，存在获得具有均一的气孔及孔隙率的隔膜的优点。 【具体实施方式】 本专利技术中使用的全部技术用语，只要不另行定义，则具有下述的定义，符合在本专利技术的相关领域中普通技术人员通常所理解的含义。而且，在本说明书中虽然记载了优选的方法或者试样，但与其类似或等同的内容也属于本专利技术的范畴内。本说明书中作为参考文献记载的全部出版物的内容将弓I入本专利技术中。 所谓的用语“约”是指，参考量、水平、值、数、频率、百分比、尺寸、大小、量、重量或者长度以30、25、20、25、10、9、8、7、6、5、4、3、2或者1%左右变化的量、水平、值、数、频率、百分比、尺寸、大小、量、重量或者长度。 通过本说明书，如果上下文中无其他需要，则“包含”及“包含的”的意义应理解为包括:包含所示出的步骤或者构成要素、或者步骤或者构成要素的组，但并不排除任意其他的步骤或者构成要素、或者步骤或者构成要素的组。 以下，详细说明本专利技术。 本专利技术涉及在二次电池隔膜用聚烯烃系基材的一面或两面上形成有以热熔性树脂的纳米纤维构成的热熔层及电解液高润湿层的二次电池用隔膜。 聚烯烃系隔膜基材主要为多孔性膜形态，由于熔点低，因此在电池温度变为140°C左右时，开始关闭功能，但是如果温度进一步上升，则存在自身熔融而发生短路及热失控的可能性。为此，虽然开发了多种多样的耐热性隔膜，但在对聚烯烃系隔膜涂覆耐热性纤维时，存在过粘接强度及气孔度低的问题。由此，在本专利技术中，借助于热熔层使粘接层最小化的同时形成电解液高润湿层，热熔层的涂覆量为0.05至2.5g/m2，电解液润湿层的孔隙率为55 至 89%ο 聚烯烃系基材层 所述聚烯烃系基材作为最常使用于二次电池的隔膜材料，可以利用本领域通常使用的材料及产品。例如，可以由选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(High-density polyethylene, HDPE)> 超高分子量聚乙烯(ultra high moduluspolyethylene, UHMPE)及从其中选择2种以上的材料中的材料构成。此外,所述聚烯烃基材可以为单层结构、也可以为2层以上的多层结构，在单层或多层结构中，总厚度虽然优选采用约10至30 μ m左右，但并不限于此。 例如，基材层不仅可以由作为单一材料的PE或PP构成，还包含PE层和PP层混合的多层结构或者单层中PE和PP混合的薄膜层。在本专利技术的聚烯烃系基材中，可以根据需要以小于30%的范围添加多种用于物性改性的树脂，这种改性的聚烯烃系薄膜层的情况也包含于本专利技术的范围内。 所述聚烯烃系基材的制备方法不被限制，根据是否使用溶剂分类为干式法和湿式法。干式法是这样的方法:将结晶性聚烯烃系高分子物质熔融挤压后进行成型，制作板状薄片(sheet)并进行热处理，然后在低温或高温中通过拉伸形成多孔而制备隔膜。由于干式法不使用溶剂，因此工艺简单且生产性优异，但是存在如下的缺点:不利于幅度尺寸宽的产品的生产，容易使隔膜的厚度不均一，由于单轴拉伸而产生机械强度的方向依赖性等。对于根据干式法制备的商用聚烯烃系基材，例如，可以例举Celgard公司的产品Celgard系列、Ube公司的U-Pore系列、及CS TECH公司的产品等。 所谓湿式法是这样的方法:将液体石蜡或者固相蜡等低分子量有机物(气孔形成齐U)混入聚烯烃系高分子物质中，在挤压机内加热并使之熔融，通过T模(τ-die)及成型辊(Casting Roll)制备，然后在结晶熔点附近的温度下拉伸，用非挥发性溶剂清洗后除去残留的溶剂，通过干燥/热处理固定气孔结构。湿式法虽然具有因双轴拉伸而机械强度优异、气孔形态具有长且致密连接的结构的优点，但存在制备方法复杂的缺点。根据湿式法，制备的商用聚烯烃系基材，例如，可以举出Asahi Kasei公司制的HiPore、Tonen公司制的Setela、SK Innovat1n 公司制的 Enpass 等。 热熔层 在所述聚烯烃系基材层的一面或两面上形成由将热熔性树脂电纺丝而成为纳米纤维的作为多孔性本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高润湿性二次电池用隔膜，包含：二次电池隔膜用聚烯烃系基材、在所述聚烯烃系基材的一面或两面上对热熔性树脂组合物进行电纺丝而形成的纳米纤维热熔层、以及在所述纳米纤维热熔层上对电解液润湿性优异的高分子进行电纺丝而形成的纳米纤维电解液高润湿层，所述热熔层的涂覆量为0.05至2.5g/m2，所述电解液高润湿层的孔隙率为55至89%。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.25 KR 10-2013-00085131.一种高润湿性二次电池用隔膜，包含: 二次电池隔膜用聚烯烃系基材、 在所述聚烯烃系基材的一面或两面上对热熔性树脂组合物进行电纺丝而形成的纳米纤维热熔层、以及 在所述纳米纤维热熔层上对电解液润湿性优异的高分子进行电纺丝而形成的纳米纤维电解液高润湿层， 所述热熔层的涂覆量为0.05至2.5g/m2， 所述电解液高润湿层的孔隙率为55至89%。2.如权利要求1所述的高润湿性二次电池用隔膜，其特征在于，所述聚烯烃基材由选自聚乙烯、聚丙烯、高密度聚乙烯(HDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMPE)以及它们的混合物中的材料构成。3.如权利要求1所述的高润湿性二次电池用隔膜，其特征在于，所述热熔性树脂的熔融温度为70°C以上且小于135°C。4.如权利要求3所述的高润湿性二次电池用隔膜，其特征在于，所述热熔性树脂选自由环氧系、醋酸乙烯系、氯乙烯系、聚乙烯醇缩醛系、丙烯酸系、不饱和聚酯系、饱和聚酯系、聚酰胺系、聚烯烃系、尿素系、三聚氰胺系、酚系、间苯二酚系、聚乙烯醇系、丁二烯橡胶系、丁腈橡胶系、丁基橡胶系、硅橡胶系、乙烯系、苯酚-氯丁二烯橡胶系、橡胶-环氧系树脂以及它们的混合物树脂组成的组。5.如权利要求4所述的高润湿性二次电池用隔膜，其特征在于，所述热熔性树脂选自环氧系、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯(EVA)、聚酯、聚酰胺树脂以及它们的混合物树脂。6.如权利要求1所述的高润湿性二次电池用隔膜，其特征在于，所述电解液润湿性优异的树脂是熔融温度为110°C以上且400°C以下的树脂。7.如权利要求6所述的高润湿性二次电池用隔膜，其特征在于，所述电解液润湿性优异的树脂选自由聚酰亚胺(PI)、芳族聚酰胺、聚四氟乙烯(PTFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)以及它们的混合物组成的组。8.如权利要求1所述的高润湿性二次电池用隔膜，其特征在于， 所述热熔层由直径为50至900nm的热熔性树脂纳米纤维构成， 所述电解液高润湿层由直径为50至900nm的电解液润湿性优异的高分子纳米纤维构成。9.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：李乡斗，
申请(专利权)人：托普泰克HNS株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR
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