一种热稳定性锂离子电池隔膜制造技术

本发明专利技术属于锂离子电池隔膜技术领域。本发明专利技术所述的热稳定性锂离子电池隔膜，其成份为５０～８０％重量百分比的聚烯烃、１０～３５％总量百分比的聚砜、１％～１５％重量百分比的丙烯酰胺和醚的嵌段共聚物。本发明专利技术的电池微孔隔膜没有使用添加剂，仅通过掺入一些嵌段共聚物，使隔膜的孔隙率提高，且抗静电性能增加。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂离子电池用微孔隔膜
技术背景随着微电子技术的迅速发展，极大地促进了移动通讯和计算机行业更新换代 步伐的加快。电器元件被要求体积更小，功能更齐全，待机时间更长。为此，蓄电 元件中的电池就成为其中要求改进的重要元件之一。而电池隔膜被喻为电池的"第三极"，是镉2镍、氢2镍电池的重要组成部分之一，起着隔离阴阳极不使 电池发生短路，吸收电解液，让导电离子能够顺利通过，以及让气体透过隔膜等作 用。其质量的好坏直接影响到电池的充放电性能、高低温性能、荷电的贮存及使 用寿命等等，因此要求电池隔膜材料必须具有优良的耐酸碱性和低电阻性。通常电池隔膜多选择合成纤维如聚酰胺纤维、聚乙醇纤维、聚丙烯纤维、聚酯纤维、 聚烯烃纤维等，其中聚烯烃纤维以其良好的耐磨性、弹性，优异的耐酸碱、耐氧化 性、耐高温性及重量轻为首选材料。但聚烯烃纤维的亲水性极差，必须对其进行 改性处理，才可满足电池隔膜的要求。锂离子蓄电池重量轻，储能大，功率大，无污染，寿命长，自放电系数小， 温度适应范围宽泛等许多突出的优点。锂离子动力电池的关键材料有如下四个方 面正极材料，负极材料，电解质材料和隔离膜。其中除隔离膜和电解质中的锂 盐目前仍依赖国外进口外，其它关键材料，均己国产化。在单位重量和单位体积 储能，充放电性能，适用温度范围，充放电次数等性能，均已达到国际指标。当前存在的问题是电池的一致性和安全问题。对于电动自行车来说，用锰酸锂做 正极材料的锂离子蓄电池，已能足够保证其行驶的安全。如果再注意到国际市场 上的锰的价格比钴的价格要低廉的很多。所以，在锂离子蓄电池的推广和应用上， 其安全性能的改善，反而可能使制造成本有所降低！随着人民生活水平的不断提 高及科学技术的进步，镉一镍电池、氢一镍电池越来越被人们所接受。镉一镍电池、氢一镍电池具有充放电次数多(可达5 0 0次以上)、寿命长、可快速充放电、高倍率放电、耐过充电等优良性能。当前存在的最大难点是，锂离子蓄电池所用隔离膜，未能有实质性的突破。 我国生产锂离子电池的各厂家，均依赖于国外进口，其售价甚而占了生产成本的20%以上！其实锂离子电池所用隔离膜并不是什么贵重材料，只是我国迄今在 规模化生产方面的技术仍未过关！如果这一技术难点得以解决，我国锂离子蓄电 池的生产成本，还能大幅度下降。用作电池(例如充电钗电池〕隔膜的微孔聚烯烃薄膜上的静电荷常会引起种 种问题。首先，在隔膜的制造过程中，静电荷会将沾染物移向或吸引到薄膜上。 这些沾染物会在薄膜上形成瑕疵如斑点，针孔等。而且，在多层薄膜层合过程中， 沾染物会被夹在层间，这又会使薄膜产生缺陷。第二，在电池制造过程中，薄膜 上的静电荷会将沾染物吸入阳极/隔膜/阴极结构(凝胶巻筒形或棱柱形)中， 从而会使电池发生故障。这些故阵中最值得注意的是会引起内电路短路。就电池 的制造来说，制造电池所处的干燥(即低湿度)环境中所产生的静电荷，会引起 很严重的问题。因此，应当避免采用带静电荷的微孔聚烯烃膜作为电池隔膜。过去，通过在聚烯烃薄膜中加入吸湿剂或者在聚烯烃薄膜上施加吸湿剂的方 法而使静电荷散失。虽然这类吸湿剂具有良好的散失静电荷的作用，但它们不能应用在电池如充电祖电池的隔膜中，因为这种电池必须避免水分。或者，通过在 薄膜中添加碳而使静电荷散失。然而，由于碳是导体，会引起阳极与阴极之间短 路，因而也应避免使用。过去，通过在聚烯烃薄膜中加入吸湿剂或者在聚烯烃薄膜上施加吸湿剂的方 法而使静电荷散失。虽然这类吸湿剂具有良好的散失静电荷的作用，但它们不能 应用在电池如充电祖电池的隔膜中，因为这种电池必须避免水分。或者，通过在 薄膜中添加碳而使静电荷散失。然而，由于碳是导体，会引起阳极与阴极之间短 路，因而也应避免使用。通过向隔膜添加半导体材料(P型导体(电子导体)或N型导体(空穴导体))或极化子(电子跳跃)材料来降低静电荷是可能的。P型导体(电子导体)或N 型导体(空穴导体)材料的实例包括(但不受此限制)氧化物、Fe203、5102、 GaAs、氮化物、Geo、 Ge、 51、 P、 B。极化子(电子跳跃)材料是能携带极化子的极性 介质，其实例是离子晶体(如NaCI、 KC1、 RuCl等)。此外，在由多层薄膜制成的电池隔膜中采用导电材料(如碳)也是可能的。 其中多层薄膜是三层薄膜，导电材料添加在三层的两外层中，而中心层作为绝缘 层。最后，不是所有的抗静电剂都可简便地添加至形成为薄膜的树脂中，或涂敷 在微孔薄膜上的，这是因为那些杭静电剂会对薄膜的微孔性质产生不利的影响 的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热稳定性锂离子电池隔膜，提高现有电池隔膜的各项性能。为达上述目的，本专利技术采取的具体技术方案如下一种热稳定性锂离子电池隔膜，其成份为50 80%重量百分比的聚烯烃、10 35%总量百分比的聚砜、1% 15%重量百分比的丙烯酰胺和醚的嵌段共聚 物。上述的聚烯烃是指聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚甲基戊烯以及它们的混合物 和它们的共聚物；也可以是乙烯、丙烯、丁烯、甲基戊烯中任两种或多种单体的 共聚物。优选的方案是还含有低于或等于2w^的嵌段共聚物。优选的聚烯烃是聚乙烯、或乙烯与其它烯烃的共聚物。更优选的聚烯烃是聚 丙烯、或丙烯与其它烯烃的共聚物。本专利技术所说的热稳定性锂离子电池隔膜，厚度优选为20 50微米，孔隙率 优选为为40 — 90%，孔径为0.005微米一1.5微米。本专利技术的微孔隔膜可通过"干拉伸"(或Celgard )法或"湿"(或反相) 法制得，或通过微粒拉伸法制得。通常，本专利技术的电池微孔隔膜的厚度不大于200微米。对于个人用电池来说， 厚度不大于80微米的隔膜与厚度不大于50微米的隔膜有同样好的效果，尽管厚 度为25微米是优选的。业已发现，虽然较大量的包括丙烯酰胺和醚单体的嵌段共聚物的含量在较低 范围如20%、 3°/。、 5%、 8%或28%、 38%、 58%、 88%时都具有良好的抗静电性能，但对薄膜的其它性能却有不利的影响。当包括丙烯酰胺和醚单体的嵌段共聚物的 用量等于或低于20%时，总体性能是比较好的。嵌段共聚物的优选用量为低于本专利技术的丙烯酰胺和醚单体优选包含由数均分子量为200 — 5000的聚酰胺 低聚物和含乙基醚单元的缩合物。本专利技术的微孔薄膜可由一层或多层相同或不同的材料制成。当采用一层以上 材料时，优选的是将各层层合在一起。各层的层合方法包括(但不受此限制)层 压、热压粘合、粘合以及用一种或多种粘合剂的粘结。掺混有嵌段共聚物的三层 聚烯烃薄膜具有良好的杭静电性能。该电池隔膜可由多层薄膜制成，其中包含嵌段共聚物的薄膜处在所述多层薄 膜的最外层，或者所有各层都包含嵌段共聚物。当电池隔膜用薄膜是三层薄膜时， 所述三层薄膜中的最外层采用嵌段共聚物时有很好的效果。然而，对于多层薄膜 来说，所有各层中都可采用嵌段共聚物。本专利技术的有益效果本专利技术的电池隔膜可适用于锂离子充电电池，锂离子充 电电池是一种由阳极、阴极、隔膜和电解质构成的、包裹在刚性(如金属)的密 封外壳中或柔性金属箔中的呈圆柱形或棱柱形电池。本专利技术的电池微孔隔膜没有 使用添加剂，仅通过惨入一些嵌段共聚物，使隔膜的孔隙率提高，且抗静电性能 增加。具体实施方式一、原料和制备歩骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热稳定性锂离子电池隔膜，其成份为５０～８０％重量百分比的聚烯烃、１０～３５％总量百分比的聚砜、１％～１５％重量百分比的丙烯酰胺和醚的嵌段共聚物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：聂君兰，
申请(专利权)人：深圳市富易达电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]