一种凝胶态聚合物锂离子动力电池用隔离膜制造技术

本发明专利技术涉及一种凝胶态聚合物锂离子动力电池用隔离膜，它是以聚丙烯、聚乙烯材质的隔离膜为基体，在其表面涂敷一层聚合物胶体材料、无机填料而制成。聚合物胶体材料、无机填料涂层厚度为1-5μm，这种经过涂层处理的隔离膜孔隙率在30%-50%之间。聚合物胶体材料由聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯组成的混合物。无机填料是由纳米级无机粉体材料三氧化二铝、二氧化硅或其混合物组成，粒度是50nm-200nm。由本发明专利技术隔离膜做成锂离子动力电池，安全性好，提高电池的耐短路、耐针刺、抗冲击、抗挤压能力，可广泛用于电动汽车、电动摩托车、电动自行车、大中型储能电源、光伏电站等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种凝胶态聚合物锂离子动カ电池用隔离膜，主要应用于凝胶态聚合物锂离子动カ电池，该电池可广泛用于电动汽车、电动摩托车、电动自行车、大中型储能电源、光伏电站等领域。
技术介绍
在石油资源日渐短缺、环境污染日益严重的今天，能源、资源、环境与人类社会的和谐发展日益成为关注的焦点，寻求开发传统石化能源的替代能源、实现无害资源产业发展、谋求人与环境的和谐，实现汽车等主流交通工具能源供给清洁化显得尤为迫切。目前国内对纯电动交通工具的要求随石油及环境危机的加剧而不断提高，国家也将电动汽车列入863重大专项计划。目前电动车动カ电池主要有四种铅酸电池、镍氢电池、镍镉 电池和锂离子动カ电池。过去几十年铅酸电池依靠其低成本和成熟的エ艺以及良好的安全性能占据了动力电池领域的大部分市场。但是铅酸电池也有其致命的弱点能量密度低、循环性能差。铅酸电池的质量比容量仅在30Wh/Kg-50Wh/Kg，体积比能量仅在70 ffh/1-100 Wh/1,循环寿命仅在300次左右。并且铅酸电池对环境有污染，所以近几年来政府出台一系列政策，提高了铅酸电池的入行门槛。在欧洲一些发达国家，铅酸电池已经逐步被禁止使用。镍镉电池、镍氢电池由于记忆效应和镉污染、电压低、能量密度低，其产量也在逐渐減少。而锂离子电池具有无污染、无记忆效应、比能量高、质轻、长循环寿命(其中磷酸铁锂电池循环寿命为2000次以上)等优点，近年来动カ锂离子电池得到了快速发展。随着锂离子动カ电池的广泛使用，人们对它的安全性提出了更高的要求。目前市场化锂离子电池多为液态锂离子电池，已经广泛应用于手机、笔记本电脑等数码产品领域。如果将其容量和体积做大，应用于动カ领域，安全问题将是制约其发展的瓶颈。聚合物电池的出现，因其有较高的安全性能，已得到广泛的关注和研究。聚合物锂离子电池由于采用具有离子导电性兼具有隔离膜作用的凝胶聚合物电解质代替液态电解质，没有游离的液态电解质存在，大大提高了电池的安全性能。美国Bellcore公司首先批量生产聚合物锂离子电池,其聚合物电解质材料以聚偏氟こ烯为主，但因其エ艺复杂，成本高，且其采用的造孔剂邻苯ニ甲酸ニ丁酷，需要丙酮多次萃取，对环境要求较高。大批量生产大容量聚合物锂离子动カ电池有其局限性。因此为了降低生产成本，简化生产エ艺，人们近年来研发生产凝胶聚合物电解质隔离膜来代替目前液态锂离子电池普遍使用聚丙烯、聚こ烯材质的微孔膜。大量研究文献表明，凝胶聚合物电解质隔离膜就其基体材质主要有聚氧こ烯(PEO)类、聚丙烯腈(PAN)类、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)类、聚偏氟こ烯(PVDF)类等。国内一些专利已对它们进行了大量说明。中国专利号为01133737. O的专利公开了ー种聚丙烯腈类纳米孔聚合物电解质膜的制备方法。中国专利公开号为CN1741313A、CN101153084专利公开了以PVDF-HFP为基质的聚合物电解质膜的制备方法。总之，对凝胶聚合物电解质膜研究和制备技术已逐步成熟，但エ业化大批量规模生产尚未见报道。因为凝胶聚合物电解质膜对膜厚度、机械强度和孔隙率的均匀性要求较高,エ业化批量生产还需一段时间去摸索。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种凝胶态聚合物锂离子动カ电池用隔离膜，电池制造采用液态锂离子电池エ艺，通过使用本专利技术提供的凝胶态聚合物锂离子动カ电池用隔离膜，通过注液化成制备低成本、高安全的凝胶态聚合物锂离子动カ电池，提高电池的耐短路、耐针刺、抗冲击、抗挤压能力等安全性能。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案解决的 一种凝胶态聚合物锂离子动カ电池用隔离膜，它是以聚丙烯、聚こ烯材质的隔离膜为基体，在其表面涂敷ー层聚合物胶体材料和无机填料的涂层而制成。聚合物胶体材料是由聚偏氟こ烯、偏氟こ烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯组成的混合物。无机填料是由纳米级无机粉体材料三氧化ニ铝、ニ氧化硅或其混合物组成。 作为优选，隔离膜表面涂层厚度为1-5 μ m,最佳优选厚度为2-3 μ m。作为优选，经过涂敷聚合物胶体材料、无机填料处理的隔离膜孔隙率在30%_50%之间。作为优选,无机填料粒度是50nm-200nm。无机填料的重量占涂层聚合物胶体材料重量的30%-100%。作为优选，聚合物胶体材料中的聚偏氟こ烯、偏氟こ烯-六氟丙烯共聚物占总体聚合物胶体材料重量的40%-70%。作为优选，聚合物胶体材料中的聚丙烯腈占总体聚合物胶体材料重量的5%-20%。 作为优选，聚合物胶体材料中的聚甲基丙烯酸甲酯占总体聚合物胶体材料重量的10%-40%。作为优选，聚合物胶体材料所用溶剂选自下列溶剂的至少ー种丙酮、丁酮、四氢呋喃、N-甲基吡咯烷酮、こ酸こ酷、こ醇、碳酸ニこ酷、丁醇。作为优选，聚丙烯、聚こ烯材质的隔离膜选用聚丙烯微孔薄膜、聚丙烯/聚こ烯/聚丙烯三层复合微孔隔离膜。如上所述，将聚合物胶体材料溶解在所选用的溶剂中，加入纳米级无机粉体材料搅拌均匀成粘稠状浆体，经专用涂敷设备，将粘稠状浆体涂敷在所选用的聚丙烯、聚こ烯材质的隔离膜上，控制涂敷层的厚度，隔离膜经涂敷设备烘干后，再经过真空烘烤，便制备出凝胶态聚合物锂离子动カ电池用隔离膜，隔离膜上聚合物胶体材料，在电解液溶胀下成凝胶状，可制造出一种低成本，エ艺简单的凝胶态聚合物锂离子动カ电池。本专利技术的凝胶态聚合物锂离子动カ电池用隔离膜以聚偏氟こ烯、偏氟こ烯-六氟丙烯共聚物电解质胶体为基质，加入聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酷、无机纳米级粉体材料提高胶体的吸液能力、离子导电能力，采用聚丙烯、聚こ烯材质的隔离膜为聚合物胶体的基体，解决了聚合物电解质胶体薄膜机械强度难控制的问题。本专利技术调整聚偏氟こ烯、偏氟こ烯-六氟丙烯共聚物的含量提高隔离膜表面聚合物胶体粘结性能和聚合物非结晶物质含量，加入聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酷、无机纳米级粉体材料提高胶体的吸液能力、离子导电能力。本专利技术的凝胶态聚合物锂离子动カ电池用隔离膜，可以制造出一种低成本、エ艺简单、操作性高的凝胶态聚合物锂离子动カ电池，提高了电池的耐短路、耐针刺、抗冲击、抗挤压能力，进而改善和提高了锂离子动カ电池的安全性能。具体实施例方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进ー步具体的说明。实施例I 将3000g聚偏氟こ烯、6000g偏氟こ烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、5000g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到50000g丙酮、2000gこ酸こ酷、IOOOgこ醇溶剂中，溶解温度40_80°C，再加入2500g三氧化ニ铝、2500g ニ氧化硅进行搅拌分散，制得粘稠状浆体。用专用涂敷设备，将制备的粘稠状浆体涂敷在聚丙烯、聚こ烯材质的隔离膜上，涂敷浆体的隔离膜在涂敷设备烘箱内进行烘干，烘干后的隔离膜在经过80°C真空烘烤，除去残留的溶剂，便得到本发 明的凝胶态聚合物锂离子动カ电池用隔离膜，根据锂离子动カ电池生产厂家需求，隔离膜经分切，可做成不同宽度隔离膜。实施例2 将3000g聚偏氟こ烯、3000g偏氟こ烯-六氟丙烯共聚物、800g聚丙烯腈、4500g聚甲基丙烯酸甲酯溶解到15000g丙酮、15000g四氢呋喃、2000gこ酸こ酷、IOOOgこ醇溶剂中，溶解温度40-80°C，再加入5000g三氧化ニ铝进行搅拌分散，制得粘稠状浆体，用专用涂敷设备，将制的粘稠状浆体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种凝胶态聚合物锂离子动力电池用隔离膜，它是以聚丙烯、聚乙烯材质的隔离膜为基体，其特征是：在基体表面涂敷由聚合物胶体材料和无机填料组成的涂层；所述的聚合物胶体材料是由聚偏氟乙烯、偏氟乙烯？六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯组成的混合物；所述的无机填料是由纳米级无机粉体材料三氧化二铝、二氧化硅或其混合物组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建贞，朱玉法，柳艾美，孟庆帅，
申请(专利权)人：山东天阳新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：