[发明专利]一种锂电池隔膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种新型高效的化学电源，具有能量密度大、循环寿命长、工作电压高、无记忆效应、自放电小和工作温度范围宽等优点，是当今各种便携式电子产品的理想化学电源，也是未来电动汽车优选动力电源，具有广阔的应用空间和经济价值。

锂电池的结构中，隔膜是关键的内层组件之一。隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来，防止两极接触而短路，此外还具有能使电解质离子通过的功能。隔膜材质是不导电的，其物理化学性质对电池的性能有很大的影响。电池的种类不同，采用的隔膜也不同。对于锂电池系列，由于电解液为有机溶剂体系，因而需要有耐有机溶剂的隔膜材料，一般采用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。

但现有的锂电池隔膜耐高温性能较差，机械强度较低，且在高温的情况下易产生收缩从而缩短隔离膜的长度。

综上，研发一种耐高温，机械强度较高且收缩率较低的锂电池隔膜及其制备方法，显得格外重要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述技术问题，提供一种锂电池隔膜及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种锂电池隔膜，包括第一聚烯烃层、中间层和第二聚烯烃层，所述中间层为多孔聚合物膜，所述第一聚烯烃层和所述第二聚烯烃层均由基体层及喷涂与所述基体层上的纳米无机氧化物层组成。

进一步地，所述基体层为单层聚丙烯膜。

进一步地，所述纳米无机氧化物层为二氧化硅层、二氧化钛层、氧化铝层或氧化锌层。

进一步地，所述中间层由以下重量份的原料组成：聚丙烯80-85份、丙烯酸乙酯共聚物3-4份、发泡聚苯乙烯3-4份、聚丙烯酸丁酯3-4份、滑石粉1-1.5份、木松香2-3份以及石英粉1-2份。

相应地，本发明还提供了一种锂电池薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、纳米无机氧化物溶液的制备：将纳米无机氧化物溶于易挥发溶剂中形成纳米无机氧化物溶液，并将纳米无机氧化物溶液放置于纳米氧化物喷涂器中；

S2、第一聚烯烃层和第二聚烯烃层的制备：将基体层从各自的放卷端放出后分别传送至相应的纳米氧化物喷涂器上，通过纳米氧化物喷涂器对基体层进行纳米无机氧化物喷涂处理，分别得到第一聚烯烃层和第二聚烯烃层；

S3、中间层的制备：按照一定的原料配比制备多孔聚合物膜；

S4、等离子处理：将制得的第一聚烯烃层、第二聚烯烃层和中间层在导向辊的作用下传送至相应的等离子处理设备进行等离子处理；

S5、拉伸造孔处理：将经过等离子处理的第一聚烯烃层、第二聚烯烃层和中间层在导向辊的作用下汇集在一起，并传送至双向同步拉伸机进行拉伸处理，其中，拉伸温度为120-130℃，拉伸比为2.0-4.0；

S6、在线收卷：将所述步骤S5中的产物经热定型机定型后，经在线收卷机卷绕得到锂电池隔膜。

进一步地，所述步骤S2中的基体层为单层聚丙烯膜。

进一步地，所述步骤S1中的易挥发溶剂为丙酮或乙醇。

进一步地，所述步骤S1中的纳米无机氧化物为二氧化硅、二氧化钛、氧化铝或氧化锌。

进一步地，所述步骤S3中按照如下重量份的原料配比制备所述多孔聚合物膜：聚丙烯80-85份、丙烯酸乙酯共聚物3-4份、发泡聚苯乙烯3-4份、聚丙烯酸丁酯3-4份、滑石粉1-1.5份、木松香2-3份以及石英粉1-2份。

实施本发明，具有如下有益效果：

(1)本发明中的锂电池隔膜耐高温性能较好，其熔断温度为190-230℃；

(2)本发明中的锂电池隔膜收缩率较低，仅为10-15％；

(3)本发明中的锂电池隔膜机械强度较高，其MD方向张力强度为1200-1300kg/cm²，TD方向的张力强度为180-200kg/cm²；

(4)本发明中的锂电池隔膜制备工艺简单，成本较低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。