一种新型无机膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型无机膜，该无机膜包括：超高分子量聚乙烯层、低分子量聚乙烯层、氧化铝层；低分子量聚乙烯层设置在超高分子量聚乙烯层上面，氧化铝层设置在低分子量聚乙烯层上面，或所述超高分子量聚乙烯层设置在所述低分子量聚乙烯层上面，所述氧化铝层设置在所述超高分子量聚乙烯层上面。本发明专利技术的新型无机膜，由三层构成，提高了电池的性能和稳定性，保证了电池的安全性，有着很好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料领域，尤其涉及。
技术介绍
随着化石燃料的消耗，能量的储存和转化设备的研究越来越引起人们的重视。锂离子电池由于能量密度高、循环寿命长、自放电速率低等优点而成为最为引人注目的二次电池。然而，动力电池和长期储能所需的大型设备要求锂离子电池具备高倍率性能、长时间稳定性能和高温性能等，这些都是锂离子电池发展亟待解决的问题。在商业化的锂离子电池中广泛使用由聚烯烃和溶胶型电解液中的聚合物矩阵作为聚合物隔膜，然而这些有机隔膜通常存在熔点低、机械强度差等问题。聚合物隔膜在较高温度下出现明显扭曲变形，在大倍率下充放电和长时间循环过程中会被锂枝晶刺穿隔膜等问题。因此，有机隔膜可能导致一些潜在的安全隐患。无机材料具有优秀的热稳定性和电解液浸润性能，因此被广泛用于修饰聚合物隔膜。无机物材料修饰后的聚合物隔膜呈现更好的热力学稳定性，用其组装的电池有更好的性能，而在电池绕组组合体中，无机隔膜由于柔韧性差而未被使用。但是在柱状电池和其他刚性电池设计中，无机膜片作为隔膜是可行的，而且很有应用价值。相对于商业化的聚合物隔膜，无机隔膜有“绝对的”热稳定性、对电解液的吸附能力强、不会被锂枝晶刺穿等优点。由于无机隔膜材料的稳定性，用无机隔膜材料制备的大型的单电池将比由很多小电池组成的电池组有明显优越的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于利用在，旨在解决现有的有机隔膜通常存在熔点低、机械强度差，聚合物隔膜在较高温度下出现明显扭曲变形，在大倍率下充放电和长时间循环过程中会被锂枝晶刺穿隔膜的问题。本专利技术的目的在于提供一种新型无机膜，所述无机膜包括超高分子量聚乙烯层、低分子量聚乙烯层、氧化铝层；所述低分子量聚乙烯层设置在所述超高分子量聚乙烯层上面，所述氧化铝层设置在所述低分子量聚乙烯层上面；或所述超高分子量聚乙烯层设置在所述低分子量聚乙烯层上面，所述氧化铝层设置在所述超高分子量聚乙烯层上面。本专利技术的另一目的在于提供一种新型无机膜制备方法，所述制备方法包括先涂两层多孔聚乙烯网；将超高分子量聚乙烯混合油并低分子量聚乙烯混合油连续挤压，形成连续的网格层形式；将氧化铝沉淀在多孔网格上。进一步、所述无机膜的厚度为16-25微米。本专利技术的新型无机膜，该无机膜包括超高分子量聚乙烯层、低分子量聚乙烯层、氧化铝层；低分子量聚乙烯层设置在超高分子量聚乙烯层上面，氧化铝层设置在低分子量聚乙烯层上面，或超高分子量聚乙烯层设置在所述低分子量聚乙烯层上面，氧化铝层设置在所述超高分子量聚乙烯层上面。本专利技术的新型无机膜，具有电池组装需要的强度，作为电池隔膜的足够大的孔隙率；对设备要求不高，成本低廉、性能优异；将制备的多孔无机膜片用作锂离子电池隔膜材料，使得电池热稳定性和热安全性显着提高，同时浸润电解液的无机隔膜电导率远高于商业化得聚合物隔膜，从而使得电池具有更好的循环性能、倍率性能和高低温性能。附图说明图1是本专利技术提供的新型无机膜及其制备方法的结构示意图。图中1、超高分子量聚乙烯层；2、低分子量聚乙烯层；3、氧化铝层。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供了一种新型无机膜，该无机膜包括超高分子量聚乙烯层、低分子量聚乙烯层、氧化铝层；低分子量聚乙烯层设置在超高分子量聚乙烯层上面，氧化铝层设置在低分子量聚乙烯层上面，或超高分子量聚乙烯层设置在所述低分子量聚乙烯层上面，氧化铝层设置在所述超高分子量聚乙烯层上面。以下参照附图1，对本专利技术制备新型无机膜及其制备方法的工艺流程作进一步详细描述。如图1所示，本专利技术的一种无机膜，由三部分组成第一层是高孔隙率层，由超高分子量聚乙烯制成，孔隙率大约为70%，第二层分布在第一层的上面，是由分子量为10万到80万的聚乙烯制成，而第三层布置在第二层上面，包含氧化铝或铝石。第一二层是两层不同分子量的膜，形成多孔网格。第三层是由分散在水中的PH值约为1-3的多孔性氧化铝形成，其中用有机或无机酸调节PH值，氧化铝含量约为重量的15%，增加了 8. 5%的固体聚乙烯醇溶液，氧化铝和酒精溶液的比约为3 I。本专利技术的一种无机膜制备方法，先涂2层多孔聚乙烯网一层是高孔隙率超高分子量聚乙烯层1，由分子量约为I到300百万的超高分子量聚乙烯制成，一般是2百万，孔隙率大约为70%;另一层低分子量聚乙烯层2形成在另一层的上面，由分子量为10万到80万的聚乙烯制成。首先，超高分子量聚乙烯混合油并与油PE膜连续挤压，PE和油组成的第二层挤压涂到第一层上，这两个受到双向拉伸成一个连续的网格层形式，MD方向延伸约为1.5倍到3倍，横向方向延伸约为1. 5到4倍，拉伸后的薄膜厚度大约是16到25微米，然后油从网格上去除后，多孔的网格层就形成了，涂层网的干燥温度控制控制在大约115°C。氧化铝层3沉淀在多孔网格上，由分散在水中的PH值约为1-3的氧化铝形成，其中用有机或无机酸调节PH值，氧化铝含量约为重量的15%，并增加了 8. 5%的固体聚乙烯醇溶液，氧化铝和酒精溶液的比约为3 I。本专利技术的新型无机膜，该无机膜包括超高分子量聚乙烯层、低分子量聚乙烯层、氧化铝层；低分子量聚乙烯层设置在超高分子量聚乙烯层上面，氧化铝层设置在低分子量聚乙烯层上面；或超高分子量聚乙烯层设置在低分子量聚乙烯层上面，氧化铝层设置在超高分子量聚乙烯层上面。本专利技术的新型无机膜，具有电池组装需要的强度，作为电池隔膜的足够大的孔隙率；对设备要求不高，成本低廉、性能优异；将制备的多孔无机膜片用作锂离子电池隔膜材料，使得电池热稳定性和热安全性显着提高，同时浸润电解液的无机隔膜电导率远高于商业化得聚合物隔膜，从而使得电池具有更好的循环性能、倍率性能和高低温性能。以上所述仅为较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型无机膜，其特征在于，所述无机膜包括：超高分子量聚乙烯层、低分子量聚乙烯层、氧化铝层；所述低分子量聚乙烯层设置在所述超高分子量聚乙烯层上面，所述氧化铝层设置在所述低分子量聚乙烯层上面。或所述超高分子量聚乙烯层设置在所述低分子量聚乙烯层上面，所述氧化铝层设置在所述超高分子量聚乙烯层上面。

【技术特征摘要】
1.一种新型无机膜，其特征在于，所述无机膜包括:超高分子量聚乙烯层、低分子量聚乙烯层、氧化铝层； 所述低分子量聚乙烯层设置在所述超高分子量聚乙烯层上面，所述氧化铝层设置在所述低分子量聚乙烯层上面。或所述超高分子量聚乙烯层设置在所述低分子量聚乙烯层上面，所述氧化铝层设置在所述超高分子量聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪力东，陈博裕，沈丹，郭政肇，
申请(专利权)人：深圳市冠力新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：