【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池材料，具体涉及一种具有六边形蜂巢孔结构的锂离子电池隔膜及该锂离子电池隔膜的制备方法，还涉及该锂离子电池隔膜在锂离子电池中的应用。
技术介绍
1、隔膜作为锂离子电池的四大关键材料之一，其对锂离子电池的性能具有重要的影响。目前，商用隔膜的基膜多数采用湿法拉伸、干法拉伸工艺制得湿法pe隔膜、干法pp隔膜及以pe或pp为基材的涂覆隔膜。其中，湿法工艺制得的pe隔膜具有复杂的三维纤维状孔，且孔的曲折度相对较高，其孔结构为无序杂乱的，经过一次、二次拉伸后，基膜的强度会大大降低；如果电芯中存在颗粒异物，或者隔膜受热收缩时，基膜会在较小拉应力或较低温度下发生破裂，导致电芯发生短路等安全问题。
2、如果基膜孔结构是一种有序的、稳定的结构，那么将会大大提升基膜的强度，基于此，本专利技术致力于阐明一种具有六边形蜂巢孔结构的锂离子电池隔膜。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术有必要提供一种具有六边形蜂巢孔结构的锂离子电池隔膜，从基膜改性的角度出发，利用六边形结构以及蜂巢结构的几何特点，有效提高锂离子电池隔膜的力学性能，同时提升了锂离子电池的快充、倍率性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术第一个方面提供了一种锂离子电池隔膜，其包括基膜，所述基膜的表面形成多个六边形孔，所述六边形孔有序连接成整体且呈蜂巢结构，其微观结构示意图可参见图2和图3中所示的。
4、蜂巢结构是由一个个正六角形单房、房口全朝下或
5、进一步方案，所述基膜的材质可以为本领域中常规选择，具体可提及的实例有聚烯烃、聚四氟乙烯或聚苯硫醚。在本专利技术的一些具体的实施方式中，所述基膜的材质为聚烯烃，所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯或聚乙烯和聚丙烯的混合物。
6、本专利技术第二个方面提供了一种如本专利技术第一个方面所述的锂离子电池隔膜的制备方法，包括以下步骤：
7、将基膜树脂与成孔剂混合，形成均相共混物；
8、将所述均相共混物加工形成半成品膜；
9、去除所述半成膜中的成孔剂，获得锂离子电池隔膜；
10、其中，所述成孔剂为六边形蜂巢结构。
11、具体的说，基膜树脂与成孔剂高温加热混合后，基膜树脂受热会变成一定粘度的流体，成孔剂在流体中均匀分散，形成均相共混物；将均相共混物加工形成半成品膜；随后将半成品膜中的成孔剂去除，原来成孔剂所占据的位置即形成了隔膜的孔，形成六边形蜂巢结构。
12、进一步方案，所述基膜树脂和成孔剂的质量比为(20～50)：(50～80)。
13、本文中所述的基膜树脂根据基膜材质的不同进行选择，可以采用本领域中常用于锂离子电池隔膜的基膜材质，具体可提及的实例有聚乙烯、聚四氟乙烯或聚苯硫醚。在本专利技术的一些实施方式中，所述基膜树脂为聚烯烃，优选的，所述聚烯烃树脂为数均分子量均值为20万～500万的聚乙烯。
14、在本专利技术的另一些实施方式中，所述基膜树脂由主料和辅料组成，其中，主料为分子量均值为20万～500万的聚乙烯，辅料包括但不限于聚丙烯、聚氧化乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚丁烯中的至少一种。
15、进一步方案，所述成孔剂为绝缘无机材料；在本专利技术的一些实施方式中，所述成孔剂为二氧化钛或二氧化硅，优选的，所述成孔剂为二氧化钛；在本专利技术的另一些实施方式中，所述成孔剂的粒径在0.01～0.15μm。
16、所述的成孔剂可以为市售也可以自制，在本专利技术的一些具体的实施方式中，所述成孔剂采用本领域中已知的方法进行自制，具体过程如下：
17、将前驱体置于空气和保护气体的混合气体条件下进行加热反应，即可制得成孔剂。
18、以二氧化钛为例，其制备为：前驱体片状tise2放在加热设备中，在通入空气和保护气体的混合气体条件下，将前驱体进行加热反应，通入空气的气体流量为10-100ml/min，通入保护气体的气体流量为10-200ml/min，加热反应具体为：将前驱体加热至300-500℃，然后保温，保温时间为1-5h，反应结束后，降至室温得到白色粉体，即二维层状纳米多孔状六边形tio2，其微观表征结果如图1中所示的，可以看出，具有明显的六边形轮廓，表面为纳米颗粒状。
19、其中，所述的保护气体为氮气或稀有气体中的至少一种。
20、进一步方案，所述均相共混物由基膜树脂与成孔剂加热搅拌获得。
21、进一步方案，所述加热搅拌的温度为50～140℃，搅拌速度为500～2000rpm。
22、进一步方案，所述半成品膜由所述均相共混物经铸片、压延、冷却获得。
23、在本专利技术的一些实施方式，所述铸片工艺中，冷却定型辊的温度为10～50℃，速度为2～10m/min。
24、进一步方案，将成孔剂从半成品膜中去除采用萃取的方式。本申请中萃取所采用的萃取剂的选择以能够溶解成孔剂但不破坏基膜为基准，在本专利技术的一些实施方式中，所述萃取采用的萃取剂为氢氟酸溶液。
25、进一步方案，所述氢氟酸溶液的浓度为1％～50％。
26、进一步方案，可以理解的是，在所述萃取工艺后，还包括热定型和收卷工艺。
27、在本专利技术的一些实施方式中，所述热定型工艺中，热定型辊的温度为100～200℃，速度为2～10m/min。
28、本专利技术第三个方面提供了一种锂离子电池，其包含隔膜，所述隔膜采用本专利技术第一个方面所述的锂离子电池隔膜或者采用本专利技术第二个方面所述的制备方法制得的锂离子电池隔膜。
29、本专利技术的有益效果：
30、本专利技术将基膜孔设计为六边形蜂巢结构，利用六边形结构和蜂巢结构稳定性强的特点，大大增加了基膜的拉伸强度和穿刺强度，同时可以分散来自电芯极片膨胀的外力，避免极片膨胀的膨胀力挤压隔膜导致电芯内短路的发生，提高锂离子电池的安全性能。此外，有序的基膜孔结构，增加了隔膜的透气率，有利于锂离子快速传输，从而提升锂离子电池的快充、倍率性能。
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1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，其包括基膜，所述基膜的表面形成多个六边形孔，所述六边形孔有序连接且整体呈蜂巢结构。
2.如权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述基膜的材质为聚烯烃、聚四氟乙烯或聚苯硫醚；
3.一种如权利要求1或2所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述基膜树脂包括主料，所述主料为聚乙烯、聚四氟乙烯或聚苯硫醚；
5.如权利要求3所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述成孔剂为绝缘无机材料；
6.如权利要求3所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述均相共混物由基膜树脂与成孔剂加热搅拌获得；
7.如权利要求3所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述半成品膜由所述均相共混物经铸片、压延、冷却获得；
8.如权利要求3所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述半成品膜中的成孔剂采用萃取的方式去除；
9.如权利要求3所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于
10.一种锂离子电池，其包含隔膜，其特征在于，所述隔膜为权利要求1或2所述的锂离子电池隔膜或者采用权利要求3～9任一项所述的制备方法制得的锂离子电池隔膜。
...【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池隔膜，其特征在于，其包括基膜，所述基膜的表面形成多个六边形孔，所述六边形孔有序连接且整体呈蜂巢结构。
2.如权利要求1所述的锂离子电池隔膜，其特征在于，所述基膜的材质为聚烯烃、聚四氟乙烯或聚苯硫醚；
3.一种如权利要求1或2所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述基膜树脂包括主料，所述主料为聚乙烯、聚四氟乙烯或聚苯硫醚；
5.如权利要求3所述的锂离子电池隔膜的制备方法，其特征在于，所述成孔剂为绝缘无机材料；
6.如权利要求3所述的锂离子电...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亮，黄卫国，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：
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