【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池隔膜，具体而言，涉及一种多孔隔膜及其制备方法与锂离子电池。
技术介绍
1、目前锂离子电池使用的隔膜基本为聚烯烃材料的pp隔膜和pe隔膜，但聚烯烃材料的本征熔点较低，由其形成的隔膜在热稳定性方面表现较差，导致锂离子电池在高温环境下使用面临较大的风险。为了提高锂离子电池的高温安全性能，需要开发新型高热稳定性隔膜。
2、聚酰胺材料的熔点普遍高于聚烯烃材料，并具有较好的机械强度，因此可以作为隔膜材料使用。与低熔点聚烯烃材料不同的是，高熔点、富极性官能团的聚酰胺材料无法通过高温熔融的工艺制备多孔隔膜，而是需要采用相转化法制备多孔隔膜。传统的相转化法制膜工艺主要有两种，一种为涂布-蒸汽造孔，另一种是流延-凝固浴造孔，前者容易在薄膜表面形成致密皮层，影响多孔膜的通透性，后者工艺耗时长、效率低、产品一致性差。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种多孔隔膜及其制备方法与锂离子电池以解决或改善上述技术问题。
2、本申请可这样实现：
3、第一方面，本申请提供一种多孔隔膜，其主要由聚酰胺材料制备得到，该多孔隔膜中的孔结构呈椭圆形或类椭圆形，孔结构中长轴长度a与短轴长度b的关系为a≥1.5b，并且a的范围为0.3-6μm，b的范围为0.1-3μm。
4、在可选的实施方式中，多孔隔膜还具有以下特征中的至少一种：
5、特征一：孔结构具有取向性；
6、特征二：多孔隔膜的厚
7、特征三：多孔隔膜的拉伸强度为30-70mpa；
8、特征四：多孔隔膜的断裂伸长率为50-150％；
9、特征五：多孔隔膜的透气值为50-180s/100ml；
10、特征六：多孔隔膜在250℃的条件下静置15min后，td方向和md方向的热收缩率均小于2％；
11、特征七：多孔隔膜的孔隙率为42-70％；
12、特征八：多孔隔膜的主要成分包括尼龙和芳纶；优选地，多孔隔膜的主要成分包括尼龙6、尼龙66、间位芳纶和对位芳纶中的至少一种。
13、第二方面，本申请提供一种如前述实施方式的多孔隔膜的制备方法，包括以下步骤：将半凝固薄膜同时进行拉伸和造孔；其中，半凝固薄膜中含有聚酰胺材料。
14、在可选的实施方式中，半凝固薄膜中含有10-30wt％的聚酰胺材料、25-70wt％的溶剂和20-40wt％的非溶剂。
15、在可选的实施方式中，半凝固薄膜的制备包括：将含有聚酰胺材料的浆料涂布于基材表面，除去部分溶剂，随后预凝固，得到半凝固薄膜。
16、在可选的实施方式中，半凝固薄膜的制备包括以下特征中的至少一种：
17、特征一：涂布厚度为100-500μm；
18、特征二：浆料中聚酰胺材料的质量百分数为10-30％；
19、特征三：浆料的旋转粘度为50000pa·s-700000pa·s；
20、特征四：基材包括离型膜、pp、不锈钢、pet、pom和ptfe中的至少一种；
21、特征五：采用蒸发的方式除去部分溶剂；优选地，蒸发是于40-80℃的条件下进行1-5min；
22、特征六：除去的部分溶剂占浆料中总溶剂的20-60wt％；优选地，溶剂包括dmf、dmac、nmp、甲酸和乙酸中的至少一种；
23、特征七：预凝固是将除去部分溶剂后的涂层暴露于含非溶剂气体和非溶剂雾化汽的条件下30-120s；所述非溶剂包括水、乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮和dmso中的至少一种。
24、在可选的实施方式中，拉伸和造孔过程中，向半凝固薄膜的上表面和下表面均通入非溶剂雾化汽以在半凝固薄膜上形成孔结构；所述非溶剂包括水、乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮和dmso中的至少一种；
25、在可选的实施方式中，非溶剂雾化汽的温度为50-80℃。
26、在可选的实施方式中，拉伸过程中的拉伸比为1.2-4。
27、在可选的实施方式中，多孔隔膜的孔结构中的长轴方向与拉伸方向相同。
28、在可选的实施方式中，拉伸和造孔之前，还包括将半凝固薄膜进行入膜处理。
29、在可选的实施方式中，入膜处理的温度为30-50℃，拉伸比为1-1.2。
30、在可选的实施方式中，拉伸和造孔之后，还包括将拉伸造孔后的薄膜进行出膜处理。
31、在可选的实施方式中，出膜处理过程中，于拉伸造孔后的薄膜的上表面和下表面均通入非溶剂雾化汽。
32、在可选的实施方式中，非溶剂雾化汽的温度为4-15℃。
33、在可选的实施方式中，出膜处理过程中的拉伸比为1-1.5。
34、在可选的实施方式中，还包括：将出膜处理后的薄膜进行清洗、干燥和定型。
35、在可选的实施方式中，清洗温度为25-100℃，清洗时间为2-10min。
36、在可选的实施方式中，干燥温度为100-200℃，干燥时间为2-10min。
37、在可选的实施方式中，定型温度为220-270℃，定型时间为1-5min。
38、第三方面，本申请提供一种锂离子电池，其包括前述实施方式的多孔隔膜。
39、本申请的有益效果包括：
40、本申请提供的多孔隔膜主要由聚酰胺材料制备得到，多孔隔膜中的孔结构主要呈椭圆形或类椭圆形，孔结构中长轴长度a与短轴长度b的关系为a≥1.5b，并且a的范围为0.3-6μm，b的范围为0.1-3μm。具有上述条件的孔结构的多孔隔膜，可具有较佳的热稳定性和机械强度。
41、其制备方法包括将半凝固薄膜同时进行拉伸和造孔。通过在制备过程中将拉伸和造孔工艺同时进行，可避免膜表面致密层的形成，形成独特的具有取向性的微孔结构，有利于提高隔膜的孔隙率和透气值，使其具有优异的热稳定性，更适于作为电池隔膜用于制备锂离子电池，尤其是高功率型锂离子电池。
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1.一种多孔隔膜，其特征在于，所述多孔隔膜主要由聚酰胺材料制备得到，所述多孔隔膜中的孔结构主要呈椭圆形或类椭圆形，孔结构中长轴长度a与短轴长度b的关系为a≥1.5b，并且a的范围为0.3-6μm，b的范围为0.1-3μm。
2.根据权利要求1所述的多孔隔膜，其特征在于，所述多孔隔膜还具有以下特征中的至少一种：
3.一种如权利要求1或2所述的多孔隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将半凝固薄膜同时进行拉伸和造孔；其中，所述半凝固薄膜中含有聚酰胺材料；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述半凝固薄膜的制备包括：将含有聚酰胺材料的浆料涂布于基材表面，除去部分溶剂，随后预凝固，得到半凝固薄膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述半凝固薄膜的制备包括以下特征中的至少一种：
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，拉伸和造孔过程中，向所述半凝固薄膜的上表面和下表面均通入非溶剂雾化汽以在所述半凝固薄膜上形成孔结构；所述非溶剂包括水、乙醇、甲醇、异丙醇、丙酮和DMSO中的至少一种；
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，拉伸和造孔之后，还包括将拉伸造孔后的薄膜进行出膜处理；
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括：将出膜处理后的薄膜进行清洗、干燥和定型；
10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1或2所述的多孔隔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种多孔隔膜，其特征在于，所述多孔隔膜主要由聚酰胺材料制备得到，所述多孔隔膜中的孔结构主要呈椭圆形或类椭圆形，孔结构中长轴长度a与短轴长度b的关系为a≥1.5b，并且a的范围为0.3-6μm，b的范围为0.1-3μm。
2.根据权利要求1所述的多孔隔膜，其特征在于，所述多孔隔膜还具有以下特征中的至少一种：
3.一种如权利要求1或2所述的多孔隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将半凝固薄膜同时进行拉伸和造孔；其中，所述半凝固薄膜中含有聚酰胺材料；
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述半凝固薄膜的制备包括：将含有聚酰胺材料的浆料涂布于基材表面，除去部分溶剂，随后预凝固，得到半凝固薄膜。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：王春源，黄杜斌，杨扬，徐伟恒，
申请(专利权)人：浙江金羽新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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