一种锂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电池隔膜，包括第一聚烯烃层、中间层和第二聚烯烃层，所述中间层为多孔聚合物膜，所述第一聚烯烃层和所述第二聚烯烃层均由基体层及喷涂与所述基体层上的纳米无机氧化物层组成。相应地，本发明专利技术还公开了一种锂电池薄膜的制备方法，包括纳米无机氧化物溶液的制备步骤、第一聚烯烃层和第二聚烯烃层的制备步骤、中间层的制备步骤、拉伸造孔处理步骤、在线收卷步骤。本发明专利技术的锂电池隔膜具有优良的耐高温性能、优良的机械性能以及较小的收缩率，拓展了锂电池隔离膜的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池隔膜及其制备方法
本专利技术涉及锂电池
，尤其涉及一种锂电池隔膜及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池是一种新型高效的化学电源，具有能量密度大、循环寿命长、工作电压高、无记忆效应、自放电小和工作温度范围宽等优点，是当今各种便携式电子产品的理想化学电源，也是未来电动汽车优选动力电源，具有广阔的应用空间和经济价值。锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。但现有的锂电池隔膜耐高温性能较差，机械强度较低，且在高温的情况下易产生收缩从而缩短隔离膜的长度。综上，研发一种耐高温，机械强度较高且收缩率较低的锂电池隔膜及其制备方法，显得格外重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的上述技术问题，提供一种锂电池隔膜及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种锂电池隔膜，包括第一聚烯烃层、中间层和第二聚烯烃层，所述中间层为多孔聚合物膜，所述第一聚烯烃层和所述第二聚烯烃层均由基体层及喷涂与所述基体层上的纳米无机氧化物层组成。进一步地，所述基体层为单层聚丙烯膜。进一步地，所述纳米无机氧化物层为二氧化硅层、二氧化钛层、氧化铝层或氧化锌层。进一步地，所述中间层由以下重量份的原料组成：聚丙烯80-85份、丙烯酸乙酯共聚物3-4份、发泡聚苯乙烯3-4份、聚丙烯酸丁酯3-4份、滑石粉1-1.5份、木松香2-3份以及石英粉1-2份。相应地，本专利技术还提供了一种锂电池薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、纳米无机氧化物溶液的制备：将纳米无机氧化物溶于易挥发溶剂中形成纳米无机氧化物溶液，并将纳米无机氧化物溶液放置于纳米氧化物喷涂器中；S2、第一聚烯烃层和第二聚烯烃层的制备：将基体层从各自的放卷端放出后分别传送至相应的纳米氧化物喷涂器上，通过纳米氧化物喷涂器对基体层进行纳米无机氧化物喷涂处理，分别得到第一聚烯烃层和第二聚烯烃层；S3、中间层的制备：按照一定的原料配比制备多孔聚合物膜；S4、等离子处理：将制得的第一聚烯烃层、第二聚烯烃层和中间层在导向辊的作用下传送至相应的等离子处理设备进行等离子处理；S5、拉伸造孔处理：将经过等离子处理的第一聚烯烃层、第二聚烯烃层和中间层在导向辊的作用下汇集在一起，并传送至双向同步拉伸机进行拉伸处理，其中，拉伸温度为120-130℃，拉伸比为2.0-4.0；S6、在线收卷：将所述步骤S5中的产物经热定型机定型后，经在线收卷机卷绕得到锂电池隔膜。进一步地，所述步骤S2中的基体层为单层聚丙烯膜。进一步地，所述步骤S1中的易挥发溶剂为丙酮或乙醇。进一步地，所述步骤S1中的纳米无机氧化物为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝或氧化锌。进一步地，所述步骤S3中按照如下重量份的原料配比制备所述多孔聚合物膜：聚丙烯80-85份、丙烯酸乙酯共聚物3-4份、发泡聚苯乙烯3-4份、聚丙烯酸丁酯3-4份、滑石粉1-1.5份、木松香2-3份以及石英粉1-2份。实施本专利技术，具有如下有益效果：(1)本专利技术中的锂电池隔膜耐高温性能较好，其熔断温度为190-230℃；(2)本专利技术中的锂电池隔膜收缩率较低，仅为10-15％；(3)本专利技术中的锂电池隔膜机械强度较高，其MD方向张力强度为1200-1300kg/cm2，TD方向的张力强度为180-200kg/cm2；(4)本专利技术中的锂电池隔膜制备工艺简单，成本较低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。图1是本专利技术的锂电池隔膜的结构示意图。其中，图中附图标记对应为：1-第一聚烯烃层，2-中间层，3-第二聚烯烃层。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1如图1所示，本专利技术公开了一种锂电池隔膜，包括第一聚烯烃层1、中间层2和第二聚烯烃层3，所述中间层2为多孔聚合物膜，所述第一聚烯烃层1和所述第二聚烯烃层3均由基体层及喷涂与所述基体层上的纳米无机氧化物层组成。其中，所述基体层为单层聚丙烯膜，所述纳米无机氧化物层为二氧化硅层、二氧化钛层、氧化铝层或氧化锌，纳米无机氧化物的添加量为基体层总重量的0.3-0.4％，所述中间层2由以下重量份的原料组成：聚丙烯80-85份、丙烯酸乙酯共聚物3-4份、发泡聚苯乙烯3-4份、聚丙烯酸丁酯3-4份、滑石粉1-1.5份、木松香2-3份以及石英粉1-2份。经检测，本实施例中的隔膜具有耐高温性能，其熔断温度为190-230℃，比纯聚丙烯隔膜的熔断温度高出23-63℃。同时，本实施例中的隔膜在130的测试环境下，放置1.5h后，隔离膜的MD方向的收缩率仅为10-15％，远低于市售隔离膜37％的收缩率。此外，本实施例中的隔离膜机械强度较高，其MD方向张力强度为1200-1300kg/cm2，TD方向的张力强度为180-200kg/cm2。实施例2本实施例公开了一种锂电池薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、纳米无机氧化物溶液的制备：将纳米无机氧化物溶于易挥发溶剂中形成纳米无机氧化物溶液，并将纳米无机氧化物溶液放置于纳米氧化物喷涂器中；其中，所述步骤S1中的易挥发溶剂为丙酮或乙醇，所述纳米无机氧化物为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝或氧化锌；S2、第一聚烯烃层1和第二聚烯烃层3的制备：将基体层从各自的放卷端放出后分别传送至相应的纳米氧化物喷涂器上，通过纳米氧化物喷涂器对基体层进行纳米无机氧化物喷涂处理，分别得到第一聚烯烃层1和第二聚烯烃层3，其中，纳米无机氧化物的添加量为基体层总重量的0.3-0.4％；其中，所述步骤S2中的基体层为单层聚丙烯膜；S3、中间层2的制备：按照一定的原料配比制备多孔聚合物膜；其中，所述步骤S3中按照如下重量份的原料配比制备所述多孔聚合物膜：聚丙烯80-85份、丙烯酸乙酯共聚物3-4份、发泡聚苯乙烯3-4份、聚丙烯酸丁酯3-4份、滑石粉1-1.5份、木松香2-3份以及石英粉1-2份；S4、等离子处理：将制得的第一聚烯烃层1、第二聚烯烃层3和中间层2在导向辊的作用下传送至相应的等离子处理设备进行等离子处理；S5、拉伸造孔处理：将经过等离子处理的第一聚烯烃层1、第二聚烯烃层3和中间层2在导向辊的作用下汇集在一起，并传送至双向同步拉伸机进行拉伸处理，其中，拉伸温度为120-130℃，拉伸比为2.0-4.0；S6、在线收卷：将所述步骤S5中的产物经热定型机定型后，经在线收卷机卷绕得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池隔膜，其特征在于，包括第一聚烯烃层(1)、中间层(2)和第二聚烯烃层(3)，所述中间层(2)为多孔聚合物膜，所述第一聚烯烃层(1)和所述第二聚烯烃层(3)均由基体层及喷涂与所述基体层上的纳米无机氧化物层组成。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池隔膜，其特征在于，包括第一聚烯烃层(1)、中间层(2)和第二聚烯烃层(3)，所述中间层(2)为多孔聚合物膜，所述第一聚烯烃层(1)和所述第二聚烯烃层(3)均由基体层及喷涂与所述基体层上的纳米无机氧化物层组成。2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述基体层为单层聚丙烯膜。3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述纳米无机氧化物层为二氧化硅层、二氧化钛层、氧化铝层或氧化锌层。4.根据权利要求1所述的锂电池隔膜，其特征在于，所述中间层(2)由以下重量份的原料组成：聚丙烯80-85份、丙烯酸乙酯共聚物3-4份、发泡聚苯乙烯3-4份、聚丙烯酸丁酯3-4份、滑石粉1-1.5份、木松香2-3份以及石英粉1-2份。5.一种锂电池薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、纳米无机氧化物溶液的制备：将纳米无机氧化物溶于易挥发溶剂中形成纳米无机氧化物溶液，并将纳米无机氧化物溶液放置于纳米氧化物喷涂器中；S2、第一聚烯烃层(1)和第二聚烯烃层(3)的制备：将基体层从各自的放卷端放出后分别传送至相应的纳米氧化物喷涂器上，通过纳米氧化物喷涂器对基体层进行纳米无机氧化物喷涂处理，分别得到第一聚烯烃层(1)和第二聚烯烃层(3)；S3、中间层...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐明强，陈文亮，张勇，
申请(专利权)人：南通百正电子新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32