一种锂离子电池隔膜及其制造方法和含有此隔膜的锂离子电池技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池隔膜及其制造方法和含有此隔膜的一种锂离子电池，所述电池隔膜包括多孔聚合物膜及位于多孔聚合物膜表面的多孔导电层，所述多孔导电层中含有导电物。使用本发明专利技术制备得到的锂离子电池可以预防锂离子电池的热失控，能够有效提高锂离子电池的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池隔膜及其制造方法和含有此隔膜的锂离子电池
本专利技术涉及一种锂离子电池隔膜及其制造方法和含有此隔膜的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池隔膜是一种微多孔材料，材料本身是绝缘体，在电池中起隔开正负极片，防止内部短路的作用，同时微孔可以透过电解液，保证离子传导形成电流回路。因此现有技术的专利主要围绕如何更好的导离子或更好的隔绝电子导通来展开，如提高孔隙率，提高孔径等，或者如何更好的在正负极间隔绝电子，如高强度、耐高温涂层等。现有的锂离子电池隔膜对电池的安全性保证主要是从通过隔膜防止正负极短路的角度来考虑的，一般从隔膜的材料、厚度、功能涂层等方面进行差异性改善，但因现在电池的应用广泛特别是广泛应用于电动汽车等大功率设备，此类设备不仅对安全的性能要求更高，而且热集聚迅速，发生热失控的可能性更高，特别是三元电池作为电动汽车和电动大巴应用时，因为电池储存的总能量高、能量密度大，电池数量多，一支电池发生热失控时，破坏力大，除了电池本身的破坏性外，这个电池过高的温度还可能引起附近电池的连锁反应，发生严重的安全事故，这其中第一支发生问题的电池的最高温度的大小是一个最关键的因素。现有的方案主要通过各种改进方案阻断正负极之间电子通路，但是电池的能量依然储存在正负极间，在电池温度进一步升高时，如果电池隔膜收缩，则还是可能引起电池的热失控。因此，现有的改进已经不能满足现有电池的发展。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是现有技术中锂离子电池易发生热失控的问题，特提供了一种锂离子电池新型隔膜及其制造方法和含有此隔膜的锂离子电池。一种锂离子电池隔膜，包括多孔聚合物膜及位于多孔聚合物膜表面的多孔导电层，所述多孔导电层中含有导电物。一种锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将多孔聚合物膜与多孔导电层膜复合，所述多孔导电层选自含有修饰膜层的金属网状箔层、有机导电薄膜、附着有导电颗粒的有机载体中的一种或几种。一种锂离子电池，包括壳体、位于壳体内部的极芯、密封壳体的盖板及位于壳体内部处于极芯之间的电解液；所述极芯包括正、负极片及位于正负极片之间的隔膜；所述隔膜为上述锂离子电池隔膜。该隔膜有两层或两层以上不同材料复合而成，隔膜中含有多孔导电层及低熔点的隔膜基材多孔聚合物膜（熔点一般为110℃-250℃），当电池因为过充或加热等其他外部异常高温影响时，多孔导电层外部的低熔点多孔聚合物膜先熔解，正负极之间有多孔导电层的导电物联通。正负极间的导通会导致正负极之间的电荷通过多孔导电层迅速可控释放，多孔导电层的阻抗经过预先设计，通过多孔导电层的释放速率不会引发热量的急剧累积，从而在电池达到热失控前释放全部或绝大部分能量，从而预防了锂离子电池的热失控，同时多孔导电层的多孔结构可以使锂离子正常通过，不影响电池的充放电性能。附图说明图1为本专利技术中使用的锂离子电池隔膜结构示意图。图2为本专利技术中多孔导电层为含有修饰膜层的金属网状箔层结构示意图。图3为本专利技术中多孔导电层包括有机载体及附着在有机载体中的导电颗粒的结构示意图。具体实施方式以下结合具体实施例详细说明本专利技术提供的锂离子电池隔膜及其制备方法。本专利技术提供一种锂离子电池隔膜，包括多孔聚合物膜及位于多孔聚合物膜表面的多孔导电层，所述多孔导电层中含有导电物。该隔膜有两层或两层以上不同材料复合而成，隔膜中含有多孔导电层及低熔点的隔膜基材多孔聚合物膜（熔点一般为110℃-250℃），当电池因为过充或加热等其他外部异常高温影响时，多孔导电层外部的低熔点多孔聚合物膜先熔解，正负极之间通过多孔导电层内的导电物联通。正负极间的导通会导致正负极之间的电荷通过多孔导电层迅速可控释放，多孔导电层的阻抗经过预先设计，通过多孔导电层的释放速率不会引发热量的急剧累积，从而在电池达到热失控前释放全部或绝大部分能量，从而预防了锂离子电池的热失控，同时多孔导电层的多孔结构可以使锂离子正常通过，不影响电池的充放电性能。隔膜为两层或两层以上结构，例如，可以为三层结构，三层结构可以为多孔聚合物膜的两面都具有多孔导电层；也可以为多孔导电层的两面都具有多孔聚合物膜，即上述的多孔导电层的表面还设有多孔聚合物膜，本专利技术优选的即是多孔聚合物膜/多孔导电层/多孔聚合物膜三层结构，如附图说明中图1所示。隔膜也可以含有更多层结构，例如隔膜包括依次层叠的第一层多孔聚合物膜、第一层多孔导电层……第n-1层多孔聚合物膜、第n-1层多孔导电层、第n层多孔聚合物膜；n为大于2的整数。具体可以是，依次层叠的第一层多孔聚合物膜、第一层多孔导电层、第二层多孔聚合物膜、第二层多孔导电层、第三层多孔聚合物膜的5层复合多孔隔膜；具体也可以是，依次层叠的第一层多孔聚合物膜、第一层多孔导电层、第二层多孔聚合物膜、第二层多孔导电层、第三层多孔聚合物膜、第三层多孔导电层、第四层多孔聚合物膜的7层复合多孔隔膜，即最外层为多孔聚合物膜。隔膜还可以为包括依次层叠的第一层多孔聚合物膜、第一层多孔导电层、……、第m-1层多孔聚合物膜、第m-1层多孔导电层、第m层多孔聚合物膜、第m层多孔导电层；m为大于等于2的整数。具体可以是，依次层叠的第一层多孔聚合物膜、第一层多孔导电层、第二层多孔聚合物膜、第二层多孔导电层的4层复合多孔隔膜；具体也可以是，依次层叠的第一层多孔聚合物膜、第一层多孔导电层、第二层多孔聚合物膜、第二层多孔导电层、第三层多孔聚合物膜、第三层多孔导电层的6层复合多孔隔膜，即最外层为多孔导电层。当然，第一层也可以为多孔导电层，然后采用多孔导电层、多孔聚合物膜间隔排布的方式依次层叠。上述各层多孔聚合物膜的材料可以相同也可以不同，上述各层多孔导电层的材料可以相同也可以不同。其中，多孔导电层在本专利技术中是指含有导电物的膜层，可以整个是导电物的膜层或者负载有导电物的有机膜等，只需在异常高温时隔膜基材的多孔聚合物膜熔解后能剩余导通正、负极的导电物即可。本专利技术优选，多孔导电层可以是无机导电层，例如金属网状箔层，金属网状箔层的厚度为2um-35um，当低熔点的多孔聚合物膜在电池异常高温时熔解，熔点较高（一般为500℃以上温度）的金属网状箔层不熔，能直接将正、负极导通，可控释放能量。一般可以先对金属网状箔层进行预处理，以控制金属网状箔层的孔隙率，例如，可以将金属网状箔层浸涂有机物，形成修饰膜层，在金属网状箔层表面生成了浮层，能进一步改善金属网状箔层表面粗糙度；其中，浸涂的有机物可以与多孔聚合物膜的材料相同，也可以不同，优选，材料相同，形成的修饰膜层对隔膜本身不存在影响。本专利技术的金属网状箔层性能更优。优选金属网状箔层的材料选自铝、铜、铁、锌、镍、银、金中的一种或几种，优选，铜，价格低廉，导电性好，熔点高。本专利技术也可以优选，多孔导电层为有机导电薄膜，一般有机导电薄膜的熔点较多孔聚合物膜的熔点高，一般为120℃-400℃，当低熔点的多孔聚合物膜在电池异常高温时熔解，有机导电膜层不熔，能直接将正、负极导通，能量得到可控释放。其厚度为2um-35um，比重小，柔韧性好，易于加工。有机导电薄膜可以做到隔膜透明，轻质的效果。优选，有机导电薄膜的材料选自聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔、聚苯撑或者其掺杂化合物中的一种或几种。本专利技术还可以优选多孔导电层，包括有机载体及附着在有机载体上的导电颗粒，其厚度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池隔膜，其特征在于，包括多孔聚合物膜及位于多孔聚合物膜表面的多孔导电层，所述多孔导电层中含有导电物。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，包括多孔聚合物膜及位于多孔聚合物膜表面的多孔导电层，所述多孔导电层中含有导电物。2.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述多孔聚合物膜的两面都具有多孔导电层。3.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述多孔导电层的表面还设有多孔聚合物膜。4.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述隔膜包括依次层叠的第一层多孔聚合物膜、第一层多孔导电层……第n-1层多孔聚合物膜、第n-1层多孔导电层、第n层多孔聚合物膜；n为大于2的整数。5.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述隔膜包括依次层叠的第一层多孔聚合物膜、第一层多孔导电层……第m-1层多孔聚合物膜、第m-1层多孔导电层、第m层多孔聚合物膜、第m层多孔导电层；m为大于等于2的整数。6.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述多孔导电层为含有修饰膜层的金属网状箔层，所述含有修饰膜层的金属网状箔层的厚度为2um-35um。7.根据权利要求6所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述金属网状箔层的材料选自铝、铜、铁、锌、镍、银、金中的一种或几种。8.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述多孔导电层为有机导电薄膜，其厚度为2um-35um。9.根据权利要求8所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述有机导电层的材料选自聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔、聚苯撑中的一种或几种。10.根据权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述多孔导电层包括有机载体及附着在有机载体上的导电颗粒，所述多孔导电层厚度为2um-35um。11.根据权利要求10所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述有机载体的材料选自聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺、芳纶中的一种或几种。12.根据权利要求10所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述有机载体上的导电颗粒的材料选自铝粉、铜粉、铁粉、锌粉、镍粉、银粉、金粉、石墨颗粒、导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、聚噻吩颗粒、聚吡咯颗粒、聚苯胺颗粒、聚乙炔颗粒、聚苯撑颗粒中的一种或几种。13.根据权利要求10所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述导电颗粒的粒径为0.5um—35um。14.根据权利要求1所述的锂离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：江文锋，王高武，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44