[发明专利]一种锂离子电池隔膜材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池材料领域，特别涉及一种锂离子电池隔膜材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是重要的绿色能源电池，由于其质量轻、比容量大和安全性的特点，已在移动电源、笔记本电脑、手机、动力汽车等领域得到广泛的应用。锂离子电池一般由电池外壳(封装材料)、正极、负极、隔膜及电解液所组成，隔膜是重要的隔离电池内芯正、负极材料，在电池使用过程中锂离子可自由穿过隔膜实现电池的充放电，其质量的好坏直接关系电池的使用寿命和安全性能。

目前，锂离子电池隔膜材料主要为聚烯烃隔膜如单层聚丙烯(PP)微孔膜、单层聚乙烯(PE)微孔膜以及三层PP/PE/PP复合膜，该类隔膜制备方法主要为干法拉伸致孔法和湿法相分离法。现有的聚烯烃隔膜弊端在于：1、聚烯烃隔膜受热时易收缩，会造成隔膜尺寸不稳定，正负极直接接触而短路；2、闭孔温度和破膜温度较低，当发生电池刺穿等状况时，电池内部大量放热，导致隔膜完全融化收缩，电池短路产生高温直至电池解体或爆炸。

发明内容

发明目的：本发明为解决上述问题，提供了一种锂离子电池隔膜材料及其制备方法。该隔膜材料具有较低的闭孔温度点和破膜温度高的特点，是一种安全性的隔膜材料。

技术方案：一种锂离子电池隔膜材料及其制备方法，包括基膜材料和涂层，所述基膜材料包括聚烯烃和多孔氧化铝超细粉体；所述隔膜为含氟涂料。

作为本发明的一种优选方案，所述聚烯烃为聚乙烯或聚丙烯中的一种或两种。

作为本发明的一种优选方案，多孔氧化铝超细粉体的颗粒大小为3000目-5000目，孔径大小为5-100nm，孔密度为10¹⁰-10¹²个/cm²。

作为本发明的一种优选方案，所述氧化铝超细粉体含量占所述基膜材料的0.1-3％。

作为本发明的一种优选方案，所述含氟涂料中的氟材料是聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚三氟氯乙烯中的一种或两种以上组合。

一种制备锂离子电池隔膜材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，氧化铝超细粉体与聚烯烃进行均匀混合，得到聚烯烃混合物；

步骤2，聚烯烃混合物在双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、切料，挤出机的熔融共挤温度为130-180℃，冷却温度为5-30℃；

步骤3，取步骤2中的物料在双螺杆挤出机中二次挤出、冷却、切料，混炼、拉伸压片，挤出机的熔融共挤温度为130-180℃，冷却温度为5-30℃；

步骤4，在压片材料上涂覆含氟涂料，烘干；

步骤5，在氧气环境下进行等离子体处理步骤4中的压片材料，得到隔膜成品。

有益效果：本发明与现有技术相比，该隔膜材料的基膜选择聚烯烃和多孔超细氧化铝粉体作为基膜材料，可有效降低隔膜的闭孔温度和提高孔隙均匀度，在其表面涂覆含碳的氟膜材料，可有效提高隔膜的抗电解液溶解能力，在电池应用过程中具有更好的安全性和电池容量。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐明本发明。

实施例1

一种锂离子电池隔膜材料，包括基膜材料和涂层，所述基膜材料包括聚乙烯和多孔氧化铝超细粉体；所述涂层为聚四氟乙烯。

其中，多孔氧化铝超细粉体的颗粒大小为3000目，孔径大小为5nm，孔密度为10¹⁰个/cm²。所述氧化铝超细粉体含量占所述基膜材料的0.1％。

一种制备锂离子电池隔膜材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，聚乙烯和多孔氧化铝超细粉体均匀混合，得到聚烯烃混合物；

步骤2，聚烯烃混合物在双螺杆挤出机中进行挤出、冷却、切料，挤出机的熔融共挤温度为130℃，冷却温度为5℃；

步骤3，取步骤2中的物料在双螺杆挤出机中二次挤出、冷却、切料，混炼、拉伸压片，挤出机的熔融共挤温度为130℃，冷却温度为5℃；

步骤4，在压片材料上涂覆四氟乙烯，烘干；

步骤5，氧气环境下等离子体处理步骤4中的压片材料，得到隔膜成品。

实施例2

一种锂离子电池隔膜材料，包括基膜材料和涂层，所述基膜材料包括聚丙烯和多孔氧化铝超细粉体；所述涂层为聚偏二氟乙烯和聚三氟氯乙烯的混合物。

其中，多孔氧化铝超细粉体的颗粒大小为4000目，孔径大小为50nm，孔密度为10¹¹个/cm²。所述氧化铝超细粉体含量占所述基膜材料的2％。