[发明专利]一种锂电池隔膜

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池，具体涉及一种锂电池隔膜。

背景技术

锂离子电池主要由正极材料、负极材料、电解液、隔膜四大材料组成。其中隔膜是置于电池正负极之间的多微孔薄膜，其使锂离子可以自由通过，同时阻断正负极的直接接触以防止发生短路。如图3、图4和图5所示，当隔膜被外力或电池内部刺穿时，电池内部会发生短路，此时隔膜必须能立即发生熔化闭孔以阻断短路发生位置，以避免电池发生热爆走而爆炸。

现今的隔膜有两类可以起到这作用：1.多层结构隔膜，2.陶瓷涂布隔膜。这两类都具有阻断层和支撑层，当隔膜被穿刺时会开始发生局部发热，此时隔膜阻断层如果能快速发生熔化闭孔，可以避免电池热爆走而爆炸，但是当局部的发热速度大於熔化速度时，就无法达到阻断作用。

现今的隔膜有将三氧化二铝作为涂布粒子涂覆在基层上，其能使隔膜耐热温度高，但其无法降低隔膜穿孔局部的发热速度；当隔膜穿孔局部的发热速度大于基层熔化速度时，仍无法达到阻断作用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种隔膜穿刺后，保证电池使用安全性的锂电池隔膜。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

该锂电池隔膜，由基层和设在所述基层一侧上或设在所述基层两侧上的有机或无机中空粒子膜层构成。

所述中空粒子膜层以质量百分比计：由1﹪～10﹪的黏着剂、1﹪～10﹪的无机或有机中空粒子、70﹪～95﹪的溶剂和3﹪～10﹪的非溶剂混合构成。

所述黏着剂为聚偏氟乙烯或丙烯酸。

所述溶剂为丙酮、丁酮和甲苯中的一种或几种。

所述非溶剂为丁醇和乙醇中的一种或两种。

所述无机中空粒子为二氧化硅粒子。

所述有机中空粒子为丙烯酸粒子、聚乙烯粒子、聚苯乙烯粒子、聚丙烯酸甲酯、聚苯乙烯和聚亚烯胺粒子中的一种或几种。

所述基层为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯和聚酰亚胺中的一种或几种。

所述有机或无机中空粒子膜层由单一直径有机或无机中空粒子制成或多种直径的有机或无机中空粒子混合制成。

所述有机或无机中空粒子直径小于100um；所述有机或无机中空粒子膜层厚度为10～100um。

本发明的优点在于：该锂电池隔膜，将中空粒子膜层涂布于基材上，隔膜穿刺后，中空结构能够降低整体的热传导速率，以使得基材能有更充裕的时间进行熔化闭孔，进而起到了安全阻断的作用。该锂电池隔膜，能保证电池使用的安全性，同时其相对于多层结构隔膜和陶瓷涂布隔膜，中空粒子可以降低电池整体重量，同时电池电容量可以得到大量提升。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明锂电池隔膜的一种结构示意图。

图2为本发明锂电池隔膜的另一种结构示意图。

图3为现有技术中锂电池隔膜外部穿刺的结构示意图。

图4为现有技术中锂电池隔膜内部穿刺的结构示意图。

图5为现有技术中锂电池隔膜穿刺后发生短路的结构示意图。

上述图中的标记均为：

1、基层，2、有机或无机中空粒子膜层，3、正极，4、隔膜，5、负极，6、穿刺点。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，该锂电池隔膜，由基层1和设在基层1一侧上或设在基层1两侧上的中空粒子膜层2构成。

中空粒子膜层2为有机中空粒子膜层或无机中空粒子膜层。

优选中空粒子膜层以质量百分比计：由1﹪～10﹪的黏着剂、1﹪～10﹪的无机或有机中空粒子、70﹪～95﹪的溶剂和3﹪～10﹪的非溶剂混合构成。

优选有机或无机中空粒子直径小于100um，有机或无机中空粒子直径粒子大于100um会使膜层厚度过大，使隔膜成品厚度增加，缺乏应用价值。

无机或有机中空粒子可使用不同大小粒子进行混合搭配，即有机或无机中空粒子膜层由单一直径有机或无机中空粒子制成或多种直径的有机或无机中空粒子混合制成。

黏着剂以不影响电池的电化学反应系统为原则，优选黏着剂为聚偏氟乙烯系列黏着剂或丙烯酸系列黏着剂。

溶剂为溶解黏着剂的溶剂，优选为丙酮、丁酮和甲苯中的一种或几种。

非溶剂为不能溶解黏着剂的溶剂，优选为丁醇和乙醇中的一种或两种。

优选无机中空粒子为二氧化硅粒子。