[发明专利]一种锂离子电池用改性隔膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池用改性隔膜制备方法技术领域。

背景技术

聚合物锂离子电池是在液态锂离子电池基础上发展起来的新一代高比能量二次电池体系。与传统液态锂离子电池相比，它具有以下明显优点：

(1)采用聚合物电解质代替液态电解质溶液，可有效地避免了液态电池可能存在的电解液泄露问题，电池的可靠性更高；

(2)采用轻质软性塑料材质为外壳，相比于采用金属壳体的液态电池，一方面可有效地降低了电池外壳质量，提高了电池的质量效率，使得聚合物锂离子电池具有更高的比能量，如采用铝壳的液态电池比能量一般仅为135-145Wh/Kg，而聚合物电池比能量可达180Wh/Kg以上，比能量提高近30；另一方面，可有效地降低了因金属外壳对内压积累不够敏感、在滥用条件下发生爆炸、燃烧等不安全行为的几率，使得聚合物锂离子电池具有更好的安全性能；

(3)外形设计灵活、方便，可用于发展超薄、超大面积及各种异形电池。聚合物锂离子电池概念起源于美国Bell公司于1994年公布的原理性专利。

但Bell技术在电池制造原理上的复杂性，使得聚合物锂离子电池相比于液态电池在组织、实施规模生产方面遇到了更多的困难。由于其制造过程设计到增塑、热复合、抽提、吸液等非常繁琐的工序。工艺相当复杂，导致产品成品率很低。为了简化工序，国内外聚合物电池的生产厂家近年来开始发展一种兔抽提制备技术。

中国专利CN03100743.0公开了一种包括阳极极片、阴极极片和电解液的聚合物锂离子电池及其制备方法，其中，阳极极片和阴极极片中的至少一种极片上设置有聚合物基质材料膜，该聚合物基质材料膜按质量比1∶10-2∶3由聚合物材料A和B组成，聚合物材料A为聚(甲基丙烯酸甲醋-丙烯睛-甲基丙烯酸锂)，聚合物材料B为聚偏氟乙烯或聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)。在电池制备时，把聚合物基质材料直接涂于阴极极片和阳极极片中的至少一种电极极片上。所涂的聚合物基质材料成膜后可作为电池的隔膜，注入电解质液后即为聚合物电解质。这种聚合物锂离子电池的制备工艺简便，它不需要外加隔膜，对操作环境要求又不高。

中国专利CN03149864.7公开了一种聚合物锂离子电池的制作方法，该方法将钻酸锂70-95％、导电碳材料1-6％、聚偏二氟乙烯2-15％、聚六氟丙烯0.5-4％、邻苯二甲酸二丁醋1.5-15％进行混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成正极浆料；将中间相碳微球75-90％、导电碳材料1-5％、聚偏二氟乙烯2-18％、聚六氟丙烯0.5-5％、邻苯二甲酸二丁醋6.5-12％进行混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成负极材料装料；将聚偏二氟乙烯25-50％、聚六氟丙烯5-10％、聚丙烯睛5-10％、气相二氧化硅2-5％、部苯二甲酸二丁醋28-60％进行混合，同时加入丙酮作为有机溶剂，搅拌均匀制成隔膜材料浆料；将高分子热溶胶70-90％、有机醇5-20％、导电碳材料5-10％进行混合，搅拌均匀制成网格预处理材料浆料；将正极材料料浆、负极材料料浆、隔膜材料料浆分别涂布在载体上；将铜网格、铭网格材料分别冲压成型，用网格预处理材料进行网格预处理；将电极材料冲压成型，隔膜材料裁切成一定的形状；将铜网格和负极材料、铭网格和正极材料摆放在一起；利用热复合机在110-120℃温度下将铜网格和负极材料、铭网格和正极材料粘到一起；将正极、负极和隔膜摆放到一起；在110-120℃温度下滚压复合成电池单元；用超声波点焊机将电极的外电路即正极的铝网格、负极的铜网格分别焊接到一块；将焊接好的电池放在萃取液中进行萃取处理；包覆铝塑复合膜；将电解液灌注到电池内部；真空封装制成产品。

中国专利申请CNZL00410040214.8公开了一种具有生产工艺相对简单的聚合物锂离子电池及其制备方法，其采用碳材料作为负极，含锂的过渡金属氧化物作为正极，有机电解质溶液增塑的睛基微孔聚合物膜为电池的离子传导介质和正、负隔离膜，以卷绕方式构成铭塑包装的聚合物锂离子电池，其中睛基微孔聚合物膜是由聚合物胶体粒子构成，胶体粒子平均粒径小于0.5pm，平均微孔孔隙小于100nm。

中国专利CN02800350.0所公开的锂聚合物电池的正负极以及隔板中都含有偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物，电解液中包含作为溶剂的碳酸二乙醋以及溶于溶剂的溶质，电解液中还含有作为添加剂的二苯醚。通过使用这种电解液，提高了正负极以及隔板中都含有偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的电池在过充电时的热稳定性，能够确实地启动断路功能，从而确保良好的安全性。