本发明专利技术提供一种锂离子二次电池用聚酰亚胺隔膜以及锂离子电池，其特征在于，沿本厚度方向上，所述聚酰亚胺隔膜具有第一表面和第二表面，且所述第一表面至第二表面由曲折孔道相连通，曲折孔道由贯通孔相互连接形成；采用压汞法测得该聚酰亚胺隔膜的孔径分布为，直径为４０－２８０纳米的孔的孔体积占总孔体积的７８％以上。本发明专利技术提供的聚酰亚胺隔膜的孔直径分布均匀，多孔隔膜上分布有大量小孔，孔与孔之间曲折连通，从而使由该隔膜作为电池隔膜而制成的锂离子电池的使用寿命提高，此外本发明专利技术提供的隔膜还具有较高的热稳定性，大大提高了电池的安全性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种聚酰亚胺隔膜，还涉及使用该隔膜作为电池隔膜的锂离子电池。
技术介绍
迄今，使用液体电解质的锂离子二次电池已经得到广泛的应用。然而，由于液体电解质需要包装在密封的金属壳中，在某些不当使用的情况下，例如电池在高温环境下工作时外部热量通过金属外壳传递到电池内部，或者放电电流较大时电池内部放热，电池内部或外部会过热而使电池内压大幅度增加，因而由于液体电解质热不稳定而使电池发生爆炸，因此使用液体电解质的锂离子二次电池存在安全隐患，限制了液体电解质锂离子二次电池的进一步发展，因此提高锂离子电池安全性是研发锂离子二次电池的关键。 锂离子二次电池的安全对策之一是使电流遮断，其中电池隔膜起到重要的作用，具有多孔结构的聚合物的隔膜在较高温度下发生熔化，从而导致多孔结构关闭、阻抗迅速增加而使电流遮断，该温度称为遮断(Shut-Down)温度，又称自闭温度。此外，隔膜的孔关闭后，如果电池温度继续升高，超过隔膜的耐热温度时，隔膜会发生完全熔化、破坏，导致正极、负极直接接触而短路，此温度称为膜破坏(break-out)温度。现在常用的电池隔膜如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)由于熔化温度低于20(TC (如PE隔膜的自闭温度为130-140°C，PP隔膜的自闭温度为17(TC左右)，在某些情况下，例如外部温度过高、放电电流过大或者电解液受热过程中的热惯性的情况下，即使电流被遮断，电池的温度也可能继续升高，因此隔膜可能完全被破坏而导致电池短路，从而导致电池爆炸或着火。因此，采用PE隔膜和PP隔膜的安全性较低。 随着近年来锂离子二次电池的发展，高容量电池的需要量越来越大，而当使用高容量电池时，需要降低电池内阻，因而使电池内部热量增大的因素增加，并因此提高电池的安全性能变得更为重要。 JP11310658A2公开了一种聚酰亚胺隔膜及其制备方法，该制备方法包括，将聚酰胺酸溶液的膜与隔膜层压，接着将该层压结构浸入贫溶剂中，获得孔直径为0. 01-10 ii m的多孔聚酰亚胺膜。所述隔膜为常规用于电池隔膜的聚烯烃类膜。虽然由该方法制备得到的膜能在一定程度上改善电池隔膜的耐热性，然而，当温度超过聚烯烃材料的熔点(如180°C左右)时，聚烯烃材料发生熔化，导致层压在该聚烯烃类膜上的聚酰亚胺层随之脱落，该聚酰亚胺隔膜作为电池的隔膜时仍然存在危险性。 CN101000951A公开了一种用作电池隔膜的聚酰亚胺隔膜的制备方法，该方法包括将含有聚酰亚胺、成孔物质和溶剂的溶液成膜，并在低于聚酰亚胺玻璃化温度下除去成孔物质，然后通过双向拉伸的方法对聚酰亚胺进行拉伸，使孔定型。所述成孔物质为各种与基材具有优良相容性且能够在低于基材玻璃化温度下除去的物质，如非挥发性有机溶剂，如壬烷、癸烷、十一烷、十二烷、液体石蜡或矿物油。上述方法虽然可以通过成孔物质的逸出来获得聚酰亚胺膜上的微孔，但是该方法很难彻底除去成孔物质，从而很容易造成聚酰亚胺隔膜的孔径大小不均匀，且由于通过上述方法制得的隔膜在拉伸过程中会出现通孔，从而造成安全隐患。
技术实现思路
专利技术人通过大量的实验发现，在现有技术中所采用的将聚酰亚胺、成孔物质和溶剂的溶液成膜，并在低于聚酰亚胺玻璃化温度下除去成孔物质，然后通过双向拉伸的方法对聚酰亚胺进行拉伸，使孔定型的方法，存在很难彻底除去成孔物质，从而造成聚酰亚胺隔膜的孔径大小不均匀的缺点，而孔径的分布的不均匀直接影响了隔膜的整体性能。 而现有技术中的电池隔膜多为热塑性高分子材料，较聚酰亚胺易被锂枝晶剌穿，且容易在高温时发生熔化收縮，而导致电池短路，甚至爆炸。 本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的聚酰亚胺膜的孔径大小不均匀的缺点，以及现有技术中电池隔膜抗剌穿性能及高温安全性能差的缺陷，提供一种孔径分布均匀的，内部具有曲折连通通道的安全性能好的聚酰亚胺隔膜，还提供了一种使用该隔膜作为电池隔膜的锂离子电池。 本专利技术提供了一种锂离子二次电池用聚酰亚胺隔膜，其特征在于，沿聚酰亚胺隔膜厚度的方向上，所述聚酰亚胺隔膜具有第一表面和第二表面，且所述第一表面至第二表面由曲折孔道相连通，曲折孔道由贯通孔相互连接形成；采用压汞法测得该聚酰亚胺隔膜的孔径分布为，直径为40-280纳米的孔的孔体积占总孔体积的78%以上。 本专利技术还提供了一种锂离子电池，该电池包括电池外壳和封装在该外壳内部的电极组和电解液，所述电极组包括依次巻绕或叠置的正极、隔膜和负极，其中，所述隔膜为本专利技术提供的聚酰亚胺隔膜。 本专利技术提供的聚酰亚胺隔膜及其制备方法，可以使该隔膜的孔直径分布均匀，提高了电池的工作效率且隔膜内部具有曲折孔道将两个表面相连通，有效的阻止锂支晶剌穿隔膜，从而使由该隔膜作为电池隔膜而制成的锂离子电池的安全性能提高，延长了隔膜的使用寿命。附图说明 图1为本专利技术实施例1制得的聚酰亚胺隔膜上表面的扫描电子显微镜照片(放大倍数5660倍)。 图2为本专利技术实施例1制得的聚酰亚胺隔膜下表面的扫描电子显微镜照片(放大倍数5660倍)。 图3为本专利技术实施例1制得的聚酰亚胺隔膜横截面的扫描电子显微镜照片(放大倍数1000倍)。具体实施例方式根据本专利技术提供一种锂离子二次电池用聚酰亚胺隔膜，沿聚酰亚胺隔膜厚度的方向上，聚酰亚胺隔膜包括第一表面和第二表面，且所述第一表面至第二表面由曲折孔道相连通，曲折孔道由贯通孔相互连接形成；采用压汞法测得该聚酰亚胺隔膜的孔径分布为，孔直径为40-280纳米的孔的孔体积占总孔体积的78%以上。具体测量方法为本领域技术人员所公知。4 根据本专利技术提供的隔膜，当本专利技术的隔膜用于电池隔膜时，对电池隔膜的要求是，平均直径为40-280纳米的孔的孔体积占总孔体积的78%以上，孔直径小于40纳米和孔直径大于280纳米的孔的孔体积占总孔体积的25%以下；厚度为5-50微米、优选为12-25微米；透气性为10-200秒/100cc、优选为20-120秒/100cc。本专利技术的聚酰亚胺膜的孔结构较均匀。由于该隔膜的孔的均匀性很好，且透气性很好，因此可以使由该隔膜作为电池隔膜的锂离子电池的安全性能更好。 本专利技术提供的聚酰亚胺隔膜的制备方法包括将含有聚酰胺酸、成孔物质和溶剂的混合物形成聚酰胺酸膜，将该聚酰胺酸膜与凝固液接触，并进行酰亚胺化，所述溶剂为溶解聚酰胺酸但微溶或不溶解成孔物质的溶剂，所述凝固液为溶解成孔物质但微溶或不溶解聚酰胺酸的液体。本文所描述的"微溶"表示溶解度小于lg/100g溶剂且大于0. 01g/100g溶剂；"不溶解"表示溶解度小于0. 01g/100g溶剂。 在优选情况下，所述成孔物质与所述聚酰胺酸的重量比为0.01-0. 3 : l，聚酰胺酸与所述溶剂的重量比为l : 4.5-10，聚酰胺酸与所述凝固液的重量比为1 : 20-200、优选为1 : 40-50。 所述将聚酰胺酸膜与凝固液接触的方式为将聚酰胺酸膜浸渍在凝固液中，所述凝固液的温度为0-5(TC，将所述聚酰胺酸膜浸入所述凝固液的时间为20-120分钟。此时，该聚酰胺酸膜固化并除去成孔物质，形成了聚酰胺酸的隔膜。 该聚酰胺酸隔膜的成孔原理有以下两种，一种是，成孔物质与聚酰胺酸不相溶，通过使用可以与成孔物质产生反应但不与聚酰胺酸反应的物质来除去成孔物质，从而在聚酰胺酸膜中形成微孔；另一种是，成孔物质与聚酰胺酸本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子二次电池用聚酰亚胺隔膜，其特征在于，沿聚酰亚胺隔膜厚度的方向上，所述聚酰亚胺隔膜包括第一表面和第二表面，且所述第一表面至第二表面由曲折孔道相连通，曲折孔道由贯通孔相互连接形成；根据压汞法测得该聚酰亚胺隔膜的孔径分布为，孔直径为４０－２８０纳米的孔的孔体积占总孔体积的７８％以上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫国，江林，宫清，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]
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