一种热膨胀复合隔膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种热膨胀复合隔膜及其制备方法。其中，热膨胀复合隔膜包括：基膜；热膨胀层，所述热膨胀层中含有热膨胀高分子聚合物、无机固体电解质以及粘结剂，所述热膨胀层设置在所述基膜的上下侧表面中的至少一侧表面。根据本发明专利技术实施例的热膨胀复合隔膜，能够有效降低电池热失控风险，提高电池的安全性。提高电池的安全性。提高电池的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种热膨胀复合隔膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂电池
，具体涉及一种热膨胀复合隔膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于使用时无排放污染、可提供的动力强等优点，通常选作为汽车的动力电池，但与此同时，动力电池在使用过程中的安全性问题一直备受业内广泛关注和研究。动力电池的安全问题是极为复杂的，其中，隔膜在电池安全中扮演着至关重要的作用，在使用过程中，由于电芯内部温度升高，易发生隔膜收缩、破膜导致内短路，从而造成电池正负极直接接触，短时间放出大量的热，最终导致电池发生热失控。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供一种热膨胀复合隔膜及其制备方法，能够有效降低电池热失控风险，提高电池的安全性。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]根据本专利技术第一方面实施例的热膨胀复合隔膜，包括：
[0006]基膜；
[0007]热膨胀层，所述热膨胀层中含有热膨胀高分子聚合物、无机固体电解质以及粘结剂，所述热膨胀层设置在所述基膜的上下侧表面中的至少一侧表面。
[0008]进一步地，所述热膨胀层的厚度为0.2～20μm。
[0009]进一步地，所述热膨胀高分子聚合物的热膨胀系数大于3
×
10
‑5m/mk，所述热膨胀高分子聚合物的质量小于等于所述热膨胀层质量的12％。
[0010]进一步地，所述热膨胀高分子聚合物包括环氧树脂、聚烯烃、聚乙烯、丙烯酸酯、聚酰亚胺、醋酸乙烯脂、乙丙橡胶、ABS树脂、乙烯
‑
醋酸乙烯脂、乙烯
‑
丙烯酸乙酯中的一种或多种。
[0011]进一步地，所述无机固体电解质为氧化铝、氢氧化铝、氮化铝、氧化镁、氢氧化镁、氮化硼、勃姆石、三羟铝石、氧化硅、氧化钛、氧化锆、沸石粒子中的一种或多种。
[0012]根据本专利技术第二方面实施例的热膨胀复合隔膜的制备方法，包括如下步骤：
[0013]S1，提供基膜；
[0014]S2，提供浆料，所述浆料中含有热膨胀高分子聚合物、无机固体电解质、粘结剂以及溶剂；
[0015]S3，在所述基膜的上下侧表面中的至少一侧表面涂覆所述浆料，并置于真空环境下干燥以形成热膨胀层，得到热膨胀复合隔膜。
[0016]进一步地，所述步骤S2中，
[0017]所述热膨胀高分子聚合物的热膨胀系数为3
×
10
‑5m/mk以上；
[0018]所述热膨胀高分子聚合物包括环氧树脂、聚烯烃、聚乙烯、丙烯酸酯、聚酰亚胺、醋酸乙烯脂、乙丙橡胶、ABS树脂、乙烯
‑
醋酸乙烯脂、乙烯
‑
丙烯酸乙酯中的一种或多种；
[0019]以所述热膨胀高分子聚合物、无机固体电解质以及粘结剂的总量计，所述热膨胀高分子聚合物的含量为12wt％以下。
[0020]进一步地，所述步骤S2中，所述无机固体电解质包括氧化铝、氢氧化铝、氮化铝、氧化镁、氢氧化镁、氮化硼、勃姆石、三羟铝石、氧化硅、氧化钛、氧化锆、沸石粒子中的一种或多种。
[0021]进一步地，所述步骤S2包括：
[0022]将所述热膨胀高分子聚合物、无机固体电解质以及溶剂进行预混，得到预混料；
[0023]在所述预混料中加入所述粘结剂，并通过水浴或油浴加热的同时进行搅拌，得到混合料；
[0024]对所述混合料进行脱泡，得到所述浆料，
[0025]其中水浴或油浴的温度为70～90℃，脱泡时间为25～35min。
[0026]进一步地，所述步骤S3具体包括：
[0027]将所述基膜铺设在载板上；
[0028]将所述浆料涂覆在所述基膜的一侧表面以形成涂覆层；
[0029]将所述载板浸入室温下N
‑
甲基吡咯烷酮与水的凝固浴中第一预定时间以使所述浆料成膜；
[0030]从所述载板上取下所述基膜，置于水中浸泡第二预定时间后取出；
[0031]置于真空环境下干燥，得到所述热膨胀复合隔膜，
[0032]其中，所述第一预定时间为2～4min，所述第二预定时间为50～70min，干燥温度为50～70℃，干燥时间为50～70min。
[0033]本专利技术的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：
[0034]根据本专利技术实施例的热膨胀复合隔膜，包括基膜和热膨胀层，通过在热膨胀层中加入热膨胀高分子聚合物，使得当电池在发生热滥用时，热膨胀高分子聚合物会迅速膨胀，阻碍了正负极间的接触，阻断了正负间的电子传递，进而减少了短路热和正负极接触反应热，最终有效降低了电池的热失控风险，提高了电池及电池组的安全性能；
[0035]另一方面，通过在热膨胀层中加入无机固体电解质，隔膜具有吸液性好、耐高温、离子电导率高、抑制锂枝晶等优点，可以用于液态、半固态、准固态、全固态锂电池以及金属锂电池中。
附图说明
[0036]图1为本专利技术一实施例的热膨胀复合隔膜的结构示意图；
[0037]图2为本专利技术另一实施例的热膨胀复合隔膜的结构示意图；
[0038]图3为本专利技术实施例的热膨胀复合隔膜的制备方法的流程图。
[0039]附图标记：100.热膨胀复合隔膜；110.基膜；120.热膨胀层。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术
人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0041]除非另作定义，本专利技术中使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
[0042]下面首先结合附图具体描述根据本专利技术实施例的热膨胀复合隔膜。
[0043]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0044]根据本专利技术第一方面实施例的热膨胀复合隔膜100，如图1所示，包括：基膜110和热膨胀层120。
[0045]其中，热膨胀层120中含有热膨胀高分子聚合物、无机固体电解质以及粘结剂，热膨胀层设置在基膜110的上下侧表面中的至少一侧表面。
[0046]根据本专利技术实施例的热膨胀复合隔膜100，在基膜110的上下侧表面中的至少一侧表面上设置有热膨胀层120，而热膨胀层120中含有的热膨胀高分子聚合物，当电池发生热滥用时会迅速膨胀，以阻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热膨胀复合隔膜，其特征在于，包括：基膜；热膨胀层，所述热膨胀层中含有热膨胀高分子聚合物、无机固体电解质以及粘结剂，所述热膨胀层设置在所述基膜的上下侧表面中的至少一侧表面。2.根据权利要求1所述的热膨胀复合隔膜，其特征在于，所述热膨胀层的厚度为0.2～20μm。3.根据权利要求1所述的热膨胀复合隔膜，其特征在于，所述热膨胀高分子聚合物的热膨胀系数大于3
×
10
‑5m/mk，所述热膨胀高分子聚合物的质量小于等于所述热膨胀层质量的12％。4.根据权利要求3所述的热膨胀复合隔膜，其特征在于，所述热膨胀高分子聚合物包括环氧树脂、聚烯烃、聚乙烯、丙烯酸酯、聚酰亚胺、醋酸乙烯脂、乙丙橡胶、ABS树脂、乙烯
‑
醋酸乙烯脂、乙烯
‑
丙烯酸乙酯中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的热膨胀复合隔膜，其特征在于，所述无机固体电解质为氧化铝、氢氧化铝、氮化铝、氧化镁、氢氧化镁、氮化硼、勃姆石、三羟铝石、氧化硅、氧化钛、氧化锆、沸石粒子中的一种或多种。6.一种热膨胀复合隔膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，提供基膜；S2，提供浆料，所述浆料中含有热膨胀高分子聚合物、无机固体电解质、粘结剂以及溶剂；S3，在所述基膜的上下侧表面中的至少一侧表面涂覆所述浆料，并置于真空环境下干燥以形成热膨胀层，得到热膨胀复合隔膜。7.根据权利要求6所述的热膨胀复合隔膜的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述热膨胀高分子聚合物的热膨胀系数为3
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10
‑5m/mk以...

【专利技术属性】
技术研发人员：姬静静，李洋，朱冠楠，
申请(专利权)人：上海轩邑新能源发展有限公司，
类型：发明
国别省市：