一种抗收缩的锂电池隔膜制造技术

本实用新型专利技术公开了一种抗收缩的锂电池隔膜，属于电池隔膜技术领域，具体包括：聚烯烃多孔基膜、位于所述聚烯烃多孔基膜外侧的导热散热层和位于所述导热散热层外侧的加强层，所述聚烯烃多孔基膜由多个基膜单元组成，每个所述基膜单元由呈弧形状且弧形方向相反的上基膜片和下基膜片首尾密封连接形成，所述基膜单元内部为中空结构。本实用新型专利技术通过串珠状结构的基膜单元和加强层中网格状的加强筋的配合，可抵抗不同方向的拉应力和收缩力，显著提高锂电池隔膜的抗拉伸和抗热收缩强度，使锂电池不易变形受损，提高了安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种抗收缩的锂电池隔膜
本技术涉及电池隔膜
，特别涉及一种抗收缩的锂电池隔膜。
技术介绍
隔膜是锂电池必不可少的内层组件之一，尽管并不参与电池中的电化学反应，但电池的容量、循环性能和充放电电流密度等关键性能都与隔膜有着直接的关系，隔膜性能的改善对提高锂电池的综合性能起着重要作用。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。当锂电池长时间使用的情况下，锂电池内部的温度大幅度的上升，现有的隔膜防火性能不够，隔膜容易燃烧，常常导致锂电池爆炸的问题。中国专利号CN201621459384.4公开了一种锂电池专用陶瓷隔膜，包括基础膜，所述基础膜两侧面设均有陶瓷材料层，其中一层所述陶瓷材料层表面设有氧化锆耐高温隔热涂层，另一层所述陶瓷材料层表面设有氰尿酸三聚氰胺醇酸树脂层，所述基础膜边缘设有氯化石蜡层。该技术通过位于基础膜两侧的氧化锆耐高温隔热涂层和氧化锆耐高温隔热涂层进行起到防火阻燃效果，但是该隔膜的强度较低，在较高的温度下和外界的冲击下易发生收缩和变形破损，而导致正负极材料接触发生短路，对锂离子电池的使用安全性带来较大的隐患；此外，该电池的导热性较差，电池发热量过大时，热量无法及时传递并分散，易在局部产生明火，从而影响防火阻燃效果。
技术实现思路
针对以上现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种抗收缩的锂电池隔膜，通过串珠状结构的基膜单元和加强层中网格状的加强筋的配合，可抵抗不同方向的拉应力和收缩力，显著提高锂电池隔膜的抗拉伸和抗热收缩强度，使锂电池不易变形受损，提高了安全性。为实现上述目的，本技术具体通过以下技术实现：一种抗收缩的锂电池隔膜，包括聚烯烃多孔基膜、位于所述聚烯烃多孔基膜外侧的导热散热层和位于所述导热散热层外侧的加强层，所述聚烯烃多孔基膜由多个基膜单元组成，每个所述基膜单元由呈弧形状且弧形方向相反的上基膜片和下基膜片首尾密封连接形成，所述基膜单元内部为中空结构。采用上述的技术方案：多个基膜单元形成串珠状结构，抗挠曲能力强，可适当变形来补偿热收缩和抵御外界的冲击，进而抵抗与锂电池隔膜表面垂直的不同方向的拉应力和收缩力，大大提升了聚烯烃多孔基膜的韧性和抗拉伸强度，有利于延长锂电池隔膜的使用寿命。且念珠状结构增强了锂电池隔膜抗击穿能力，即使基膜单元其中一侧的基膜片被锂枝晶刺穿或高温局部融化时，另一侧的基膜片也可以很好的保持电池的完整性，使得正负电极不会互相接触，大大提升使用的安全性。本技术中，导热散热层和加强层可以涂覆于聚烯烃多孔基膜单层或者双层表面，优选涂覆于双层表面。进一步的，所述加强层内设有网格状的加强筋，通过交错分布的加强筋，可抵抗与锂电池隔膜表面平行的不同方向的拉应力和收缩力，进一步提高了锂电池隔膜的抗拉伸和抗热收缩强度，使锂电池不易因变形而受损。进一步的，所述导热散热层包括从内到外依次设置的耐热陶瓷涂层、石墨烯浆料层和陶瓷散热层。所述石墨烯浆料层由石墨烯浆料涂覆形成，石墨烯浆料含有石墨烯，石墨烯拥有良好的的导电性，可有效促进电子传输，且石墨烯具有非常高的热传导性能，导热系数高达5300W/mK。当锂电池发热量过大时，石墨烯浆料层将聚烯烃多孔基膜受到的热量迅速传导并分散到整个陶瓷散热层，有效提高聚烯烃多孔基膜的导热性能和散热性能，抑制聚烯烃多孔基膜局部发生热收缩，进而降低电池发生短路的风险。而耐热陶瓷涂层能够防止锂电池工作时的热量破坏基膜和其内的阻燃胶囊的稳定。进一步的，所述石墨烯浆料层的石墨烯直径为100nm～500nm，长度为0.6μm～60μm，较高的长径比保证石墨烯不嵌入到耐热陶瓷涂层和陶瓷散热层的微孔中，不堵塞微孔通道。进一步的，所述基膜单元的中空结构内设有阻燃胶囊。当锂电池隔膜的温度超过导热散热层的散热能力，锂电池隔膜内部热量积聚、出现明火时，磷酸三苯酯阻燃剂具有良好的防火阻燃作用，能保护基膜单元，防止火焰沿着基膜单元蔓延而将双层基膜都烧穿，使得即使一层基膜破损，也能有至少有一层基膜起到阻隔正负极的作用，显著改善锂电池的自放电现象和短路引起的起火、爆炸等安全隐患。进一步的，所述导热散热层上设有凸起，所述加强层上设有与所述凸起相匹配的凹槽，所述凸起与凹槽通过粘结剂连接固定。设置凸起和凹槽具有一定的防滑作用，避免导热散热层和加强层在拉伸或收缩过程中发生错位。进一步的，所述陶瓷散热层外设有凹凸层，所述凹凸层为聚氧乙烯亲水层。聚氧乙烯亲水层提高了复合隔膜表面的亲水性，凹凸层的结构增大了复合隔膜表面与电解液的接触面积，两方面作用，有利于提高离子通透性，增加锂电池的功率。本技术的有益效果是：1、串珠状结构的基膜单元，抗挠曲能力强，可抵抗与锂电池隔膜表面垂直的不同方向的拉应力和收缩力，而加强层中网格状的加强筋，可抵抗与锂电池隔膜表面平行的不同方向的拉应力和收缩力，因此，加强层和聚烯烃多孔基膜的结构配合，可显著提高锂电池隔膜的抗拉伸和抗热收缩强度，使锂电池不易变形受损，提高了安全性。2、导热散热层中的耐热陶瓷涂层可防止热量破坏基膜单元和其内的阻燃胶囊的稳定，而其外侧的石墨烯浆料层将热量迅速传导并分散到整个陶瓷散热层，有效提高聚烯烃多孔基膜的导热性能和散热性能，降低聚烯烃多孔基膜发生热收缩的概率，进一步提高了安全性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例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他的附图。图1是实施例1的锂电池用新型复合隔膜的结构示意图；图2是实施例1的加强层的俯视图；图中，1、聚烯烃多孔基膜；11、上基膜片；12、下基膜片；2、导热散热层；21、耐热陶瓷涂层；22、石墨烯浆料层；23、陶瓷散热层；3、加强层；31、加强筋；4、阻燃胶囊；5、玻璃纤维布带；6、凹凸层；7、凸起；8、凹槽。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1一种抗收缩的锂电池隔膜，参见图1～2，包括聚烯烃多孔基膜1、位于所述聚烯烃多孔基膜1外侧的导热散热层2和位于所述导热散热层2外侧的加强层3，所述聚烯烃多孔基膜1、导热散热层2与加强层3上均含有微孔结构，所述微孔孔径为0.01-0.07μm，且所述聚烯烃多孔基膜1、导热散热层2与加强层3上均含有微孔结构上的微孔相互贯通，保障锂离子的透过性能。导热散热层2和加强层3可以设于聚烯烃多孔基膜1单层或者双层表面，优选涂覆于双层表面，本实施例中，图1中所示为涂覆于双层表面。为了防止散层，所述聚烯烃多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗收缩的锂电池隔膜，其特征在于，包括聚烯烃多孔基膜(1)、位于所述聚烯烃多孔基膜(1)外侧的导热散热层(2)和位于所述导热散热层(2)外侧的加强层(3)，所述聚烯烃多孔基膜(1)由多个基膜单元组成，每个所述基膜单元由呈弧形状且弧形方向相反的上基膜片(11)和下基膜片(12)首尾密封连接形成，所述基膜单元内部为中空结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗收缩的锂电池隔膜，其特征在于，包括聚烯烃多孔基膜(1)、位于所述聚烯烃多孔基膜(1)外侧的导热散热层(2)和位于所述导热散热层(2)外侧的加强层(3)，所述聚烯烃多孔基膜(1)由多个基膜单元组成，每个所述基膜单元由呈弧形状且弧形方向相反的上基膜片(11)和下基膜片(12)首尾密封连接形成，所述基膜单元内部为中空结构。


2.如权利要求1所述的一种抗收缩的锂电池隔膜，其特征在于，所述加强层(3)内设有网格状的加强筋(31)。


3.如权利要求1所述的一种抗收缩的锂电池隔膜，其特征在于，所述导热散热层(2)包括从内到外依次设置的耐热陶瓷涂层(21)、石墨烯浆料层(22)和陶瓷散热层(23)。

【专利技术属性】
技术研发人员：王成豪，李正林，翁星星，陈朝晖，贡晶晶，
申请(专利权)人：江苏厚生新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32