[发明专利]复合聚合物隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合聚合物隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。隔膜是锂离子电池重要的组成部分,其性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。目前，商业化的隔膜大多采用聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）隔膜，其具有较高孔隙率、较低的电阻、较高的抗撕裂强度、较好的抗酸碱能力、良好的弹性及对非质子溶剂的保持性能。但是，它也存在如下缺点：孔隙率不高、强度有限、热收缩率不佳、材料的安全性存在局限性。因此，越来越多的企业对改善隔膜性能进行试验。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合聚合物隔膜及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种复合聚合物隔膜，其是由聚烯烃基膜与在聚烯烃基膜上的涂膜组成，所述的涂膜是由以下质量份数的原料组成：5-10份的PVDF、90-120份的NMP、0.1-3份的SiO₂。

所述的SiO₂的质量为PVDF的3% - 5%。

所述的聚烯烃基膜为聚乙烯膜或聚丙烯膜。

所述的基膜的厚度为5-20μm。

一种复合聚合物隔膜的制备方法，包括以下步骤：

1）将各种原料混合均匀成为成膜液；

2）将成膜液涂覆在聚烯烃基膜的表面，得到湿膜；

3）将湿膜进行浸水处理；

4）取出湿膜，干燥即可。

步骤1）中，原料的混合温度为40-60℃。

步骤3）中，浸水处理的时间为1-5h。

步骤4）中，干燥的温度为40-60℃。

本发明的有益效果是：本发明制备的隔膜透气性良好、力学性能好，耐高温性能强。经过电池实验，采用本发明隔膜制成的电池，其电压平台和放电比容量及循环性能均优于采用商业化隔膜所制成的电池。而且其制备方法简便，节约制造成本。

附图说明

图1为PE及本发明的样品6、样品7分别制成扣电的循环性能对比图。

图2为本发明样品6制成扣电的前三周充放电曲线图。

图3为本发明样品7制成扣电的前三周充放电曲线图。

图4为PE制成扣电的前三周充放电曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明：

实施例1：

本实施例制备的复合聚合物隔膜，选用的基膜为聚乙烯（PE）薄膜，厚度为16微米。

本实施例的复合聚合物隔膜的制备方法：

1）称取偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物P(VDF-HFP)8.9869克作为溶质，量取N-甲基吡咯烷酮（NMP）100毫升作为溶剂，再称取二氧化硅0.4493克；把三者混合且在室温下搅拌溶解，再加热至40-60℃并充分搅拌混合，直至形成均匀胶体状的成膜液，然后静置待用；

2）室温下通过涂覆设备（刮刀或涂覆机）把上述制成的成膜液涂覆在基膜的表面（单面），形成湿膜，涂覆（成膜液）的厚度由涂覆设备控制； 

3）室温下把湿膜浸水静置；

4）取出湿膜，加热干燥（加热干燥的温度为50℃，干燥时间0.5-2小时)，成膜液形成附在内层膜上的外层膜，最终得到所述复合聚合物隔膜。

最终涂覆得到7种膜，具体即为表1中的样品编号1-7；

以下为各种膜的性能比较：

表1：各种膜的性能比较

从本实施例的样品1-4可以得出：涂膜厚度相近时，随着浸水时间增加，透气时间先减小后增加。从本实施例的样品5-7可以得出：相同浸水时间时，随着涂膜厚度增加，透气时间均增加。经过热收缩测试（测试条件为130℃高温烘烤0.5h），本实施例的样品6-7与PE相比，前者的热收缩性能均优于后者。

图1为分别以PE及本发明的样品6、样品7为隔膜的扣电的循环性能对比图；图2为以本发明样品6为隔膜的扣电的前三周充放电曲线图；图3为以本发明样品7为隔膜的扣电的前三周充放电曲线图；图4为以PE为隔膜的扣电的前三周充放电曲线图；需要说明的是，本发明测试用扣电的构成为正极钴酸锂，负极锂片，隔膜为本发明的隔膜或者PE隔膜，电解液1mol/L LiPF₆ EC：DEC：EMC=2：3：1(重量比)，扣电的制备为业内公知常识。