[发明专利]一种抗收缩锂离子电池改性隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池隔膜改性处理领域，具体涉及使用偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物改性现用电池隔膜。

背景技术

目前锂离子动力电池使用的隔膜在120℃左右就会有大幅度收缩，收缩会导致电池的变形，报废。严重的还会导致极片间直接接触短路起火。生产大功率锂离子动力电池企业期待有一种耐温更高的隔膜出现，解决电池使用中温度过高隔膜收缩的问题。

解决此问题有两种思路：一种是改变现有隔膜的组成成分使用耐更高温度的材料替代现用聚乙烯聚丙烯复合膜，此方法可以从根本上解决隔膜收缩问题，但开发周期漫长，成本巨大；另一种方法是通过对现有隔膜改性提高其耐温性能，对隔膜改性需要兼顾其离子导通性和高温闭孔性能，因此改性树脂的选用至关重要。对现有隔膜改性，方法相对简单，效果显著，成本在可接受范围内。

发明内容

本发明的目的在于克服现用隔膜的高温收缩缺陷而提供一种具有高温闭孔性和高温抗收缩性，离子导通性可以满足锂离子动力电池大功率放电要求的抗收缩锂离子电池改性隔膜。

本发明的目的还在于提供上述抗收缩锂离子电池改性隔膜的制备方法。

本发明的技术解决方案是：在现用隔膜表面涂覆偏氟乙烯与三氟氯乙烯的共聚物树脂形成耐高温涂层，长期使用温度200℃，短期使用温度250℃。

所述现用隔膜为锂离子电池所用的PP-PE-PP（聚乙烯—聚丙烯—聚乙烯）三层隔膜。

本发明的抗收缩锂离子电池改性隔膜的制备方法是：将偏氟乙烯与三氟氯乙烯的共聚物树脂溶于溶剂制得胶液, 所述的胶液浓度控制在重量比1%—10%，将胶液采用空气喷涂或无气喷涂在现用隔膜表面；采用40~80摄氏度低温烘烤在使胶液在现用隔膜表面干燥形成耐高温涂层。

所述的耐高温涂层干膜厚度控制在1微米—10微米。

本发明所述的溶剂选用丙酮或乙酸乙酯。

本发明选取一种符合要求的偏氟乙烯与三氟氯乙烯的共聚物树脂，溶解在溶剂中配置胶液，通过将胶液喷涂到隔膜上形成均匀的耐温涂层，以达到对隔膜改性的效果。

本发明技术解决方案中所述的树脂选用已有的商品牌号F2311，此牌号是由偏氟乙烯（VDF）与三氟氯乙烯（CTFE）按1：1无规共聚而成，乳白色和琥珀色半透明的弹性体，无毒，无臭，不易燃，氯含量在19.1%-20.2%之间，分子量50-100万，分解温度为300℃-310℃，耐芳香烃溶剂，可溶于乙酸乙酯、丙酮、四氯化碳等有机溶剂。F2311无规则共聚物具有突出的耐强氧化性和强腐蚀性，良好的耐热性（长期使用温度200℃，短期使用温度250℃），低吸水性等优良特点。

本发明所制的改性隔膜经过实验验证离子导通性，高温闭孔性和高温抗收缩均满足锂离子动力电池大功率放电要求, 具有采用普通喷涂技术能够制造 且可保持隔膜性能一致的特点。

具体实施方式

将F2311树脂溶解于丙酮中配置成均匀的胶液，浓度为重量比5%，通过喷枪将胶液均匀的喷涂在现用隔膜表面，形成均匀的涂膜，将经过涂覆的隔膜通过适当温度的烤箱固化涂膜回收丙酮。涂层厚度可以通过调节胶液浓度和喷涂时喷枪走速来控制。1—10微米合适的涂层厚度决定着改性隔膜的使用性能。