[发明专利]一种宽温域低收缩隔离膜及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种宽温域低收缩隔离膜及其制备方法和用途。所述隔离膜的闭孔温度和破膜温度的温差为80‑90℃，优选为85‑90℃；热收缩率不高于2.0％。

技术领域

本发明涉及电化学领域，尤其涉及一种电化学装置隔离膜及其制备方法和用途。

背景技术

锂离子电池通常主要由正极，负极，隔膜，电解液，电池外壳组成。锂离子电池结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的主要作用是将电池的正、负极分隔开来，防止正负极直接接触而短路，同时还要使电解质离子能够在电池充放电过程中顺利通过，形成电流，在电池工作温度发生异常升高时，关闭电解质离子的迁移通道，切断电流保证电池安全。

通常情况下，在电池组装的过程中，隔膜会将电池正极和负极完全隔离开来，但是聚合物隔离膜在后续电池烘烤工序中会发生一定程度的热收缩，除此之外，电池在实际使用过程中因为充放电电流较大而导致的内部温升也可能使聚合物隔膜发生一定程度的热收缩，为避免热收缩带来的正负极直接接触而造成的内部短路，这就要求隔离膜的热收缩率越小越好。锂离子电池在异常条件下，如外部线路发生短路时，由于电流过大，电池内部温度急剧升高，这就需要隔膜能够及时关闭导电离子的迁移通道。因此，将电池隔离膜的微孔发生熔融闭合的温度称为闭孔温度。当温度继续升高时，发生隔离膜熔断破裂，将此熔断破裂温度称为破膜温度。从锂离子电池的安全角度来考虑，隔膜的闭孔温度和破膜温度必须有一定的温度差，以保证隔膜闭孔切断电流后即使温度继续上升，也有足够温度缓冲区间不发生隔膜破裂。

为了提高锂离子电池隔离膜的使用安全性，最常见的方法是对聚合物隔离膜进行陶瓷浆料涂布处理，虽然涂布处理可以显著提高聚合物隔离膜的耐热性，降低热收缩，但对于隔离膜本身的基材而言仍然是常规聚合物，尤其在超过熔点的温度环境中，常规聚合物几乎没有任何强度可言，因此非常容易发生破坏。除此之外，涂布处理工艺对于陶瓷浆料要求很高，陶瓷浆料颗粒在电池使用过程中也有可能脱落，造成隔膜局部热收缩而影响整体性能。

因此，本领域需要提供一种闭孔温度和破膜温度的温度差范围宽、热收缩率低的电化学装置隔离膜。

发明内容

本发明旨在提供一种宽温域低收缩的电化学装置隔离膜。

在本发明的第一方面，提供了一种电化学装置隔离膜，所述隔离膜的闭孔温度和破膜温度的温差为80-90℃，优选为85-90℃；热收缩率不高于2.0％。

在另一优选例中，所述隔离膜的原料组成中含有熔点在150℃以上的含氟聚合物A和/或分子主链含有苯环的聚合物B；

所述熔点在150℃以上的含氟聚合物A选自下述的一种或两种以上：聚四氟乙烯，聚氟乙烯，聚偏氟乙烯，乙烯-四氟乙烯共聚物，丙烯-四氟乙烯共聚物，氟化乙烯丙烯共聚物，偏氟乙烯六氟丙烯共聚物和偏氟乙烯四氟乙烯六氟丙烯三元共聚物；

所述分子主链含有苯环的聚合物B选自下述的一种或两种以上：聚对苯二甲酰对苯二胺，聚芳醚砜，聚芳砜，聚醚砜，聚芳硫醚砜，聚醚醚酮，聚醚酮，聚醚酮酮，聚醚醚酮酮，聚醚酮醚酮酮，聚苯醚，聚苯硫醚，聚芳酯，聚苯酯，半芳香族或芳香族聚酰亚胺，半芳香族或芳香族聚酰胺，聚醚酰亚胺和聚酰胺酰亚胺。

在另一优选例中，所述分子主链含有苯环的聚合物B可以含有乙烯基或乙炔基侧基。

在另一优选例中，所述隔离膜的原料组成中还包括分子量为1.0×10⁶-10.0×10⁶的超高分子量聚乙烯和密度为0.940-0.976g/cm³范围内的高密度聚乙烯。

在本发明的第二方面，提供了一种如上所述的本发明提供的隔离膜的制备方法，所述方法包括步骤：