The invention relates to a composite diaphragm for lithium ion batteries. The composite diaphragm comprises a surface/core/surface three-layer composite membrane structure, the core layer comprises a high-density polyethylene, the surface layer comprises a blend of PVDF and inorganic fillers, and the composite diaphragm is prepared from the raw materials of the surface layer and the core layer by dry co-extrusion casting. The composite diaphragm of the invention can be tightly adhered to the positive and negative electrode film of the battery, effectively preventing the electrode sheet from deforming during the cycle of the battery, and can maintain the ion permeability of the diaphragm, at the same time, it has the advantages of good mechanical properties, good heat resistance and good safety. The invention also relates to a method for preparing the lithium ion battery composite separator by dry process, which has the advantages of high efficiency and low cost.
【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池隔膜领域,具体涉及一种锂离子电池复合隔膜及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池隔膜是锂离子电池的四大关键主材(正极材料、负极材料、电解液、隔膜)之一。隔膜置于电池正负两极之间,在电池中起着防止正负极接触短路的隔绝作用,同时在充放电过程中提供离子传输通道的作用,是锂离子电池的核心部件,其性能对电池的内阻、容量、循环性能以及安全性能等特性都有一定的影响。作为技术含量最高、最晚实现国产化的材料,国产隔膜的发展对我国锂离子电池的发展起到至关重要的作用。锂离子电池除了在消费类电子产品上广泛使用外,还在电动车、电动工具、储能领域得到越来越多的应用。随着应用领域的拓展,对锂离子电池的性能和使用环境提出了更高的要求。例如,不仅要求锂离子电池具有高能量密度,而且具有长循环寿命。高能量密度锂离子电池正负极材料尤其是负极材料压实密度特别大,而且电芯卷绕张力很大,所以极片内应力很大。在电池循环过程中,极片发生膨胀导致极片纵向和横向方向变形严重,而由于常见的隔膜是聚烯烃类高分子材料,易造成电芯内部极片和隔膜之间疏松,出现褶皱,从而产生界面差异,影响锂离子电池的循环寿命。为了解决这个问题,通常的做法是在传统的聚烯烃隔膜表面涂覆有机或者无机涂层,制成粘性复合隔膜。目前粘性复合隔膜的制备方法主要有三种,一是微凹版混涂,二是表面凹版涂胶,三是点状喷涂。以上三种做法也存在一些问题,一是涂层的脱落和大量粘结剂的加入引起堵孔,影响隔膜的离子通透性,对锂电池的长效循环和使用带来影响,二是制作工序不连贯,多道工序断开导致效率较低,不利于成本的 ...
【技术保护点】
1.一种锂离子电池复合隔膜,其特征在于,所述复合隔膜包括表层/芯层/表层三层复合膜结构,所述芯层包括高密度聚乙烯,所述表层包括PVDF与无机填料共混物,所述复合隔膜由所述表层和所述芯层的原料通过干法工艺共挤流延制得。
【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池复合隔膜,其特征在于,所述复合隔膜包括表层/芯层/表层三层复合膜结构,所述芯层包括高密度聚乙烯,所述表层包括PVDF与无机填料共混物,所述复合隔膜由所述表层和所述芯层的原料通过干法工艺共挤流延制得。2.根据权利要求1所述的锂离子电池复合隔膜,其特征在于,所述高密度聚乙烯的密度在0.94-0.96g/cm3之间,熔点在137-139℃之间,分子量在40至50万之间,所述PVDF的结晶度为65%-78%,密度为1.77-1.80g/cm3,熔点为171-173℃,分子量在20万至40万之间。3.根据权利要求1所述的锂离子电池复合隔膜,其特征在于,所述PVDF与所述无机填料的比例为60-90重量份:10-40重量份,优选70-80重量份:20-30重量份。4.根据权利要求1所述的锂离子电池复合隔膜,其特征在于,所述无机填料为二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡、三氧化二铝或者它们中的一种或多种的组合。5.根据权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池复合隔膜,其特征在于,所述隔膜的厚度为8-40微米,所述表层/芯层/表层三层的厚度比例任意可调。6.根据权利要求5所述的锂离子电池复合隔膜,其特征在于,所述隔膜的厚度为8-40微米,所述表层的厚度为1.5-3微米,所述芯层的厚度为9-12微米。7.一种制备锂离子电池复合隔膜的方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:a.备料步骤:提供高密度聚乙烯原料,以及提供PVDF原料、无机填料原料和添加剂原料并配制成PVDF与无机填料和添加剂的混合物;b.三层挤出步骤:利用长径比L/D≥34的单螺杆挤出机将高密度聚乙烯原料熔融挤出,经粗过滤、精密计量、精过滤,到三层...
【专利技术属性】
技术研发人员:毛鹏飞,陈世章,
申请(专利权)人:深圳市博盛新材料有限公司,
类型:发明
国别省市:广东,44
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