[发明专利]一种锂电池隔膜的制备方法

说明书

本发明提供一种锂电池隔膜，包括：锂基蒙脱石和聚烯烃树脂。本发明还提供一种锂电池隔膜的制备方法，将锂基蒙脱石脱水预处理后与液体物料逐步预混合，并与聚烯烃树脂挤出，经铸片、拉伸、萃取、干燥等步骤后，得到锂电池隔膜。首先将锂基蒙脱石与成孔剂形成的预混料加入挤出机中，并在挤出机的1/4‑1/3处加入聚烯烃树脂，以提高原料的混合效果，并最终得到孔隙率控制范围较宽、孔径均匀的锂电池隔膜。本发明制备得到的锂电池隔膜，在高孔隙率和低孔隙率的锂电池隔膜制备的锂电池均具有较优良的倍率充放电性能和安全性。

技术领域

本发明属于锂电池隔膜领域，涉及一种含有锂基蒙脱石的锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂电池结构中，隔膜是其关键的内部组件之一，隔膜的主要作用是使电池的正、负极分开，防止两极接触而导致短路，此外还起到电解质离子通道的作用。因此，隔膜的性能决定了锂电池的界面结构、内阻大小，并直接影响电池的容量、循环次数以及安全性能等特性。

由于锂电池结构中的电解液为有机体系，因此需要耐有机溶剂的隔膜材料，目前，一般使用高强度薄膜化的聚烯烃多孔膜。聚烯烃多孔膜的生产工艺可分为干法(熔融拉伸法，MSCS)和湿法(热致相分离法，TIPS)两种。其中，湿法的基本过程是指在高温下将聚合物溶于高沸点、低挥发性的溶剂中形成均相液，然后降温冷却，发生相分离，再用合适的试剂将高沸点溶剂萃取出来，经过干燥获得一定结构形状的高分子微孔膜。在隔膜用微孔膜制造过程中，可以在溶剂萃取前进行单向或双向拉伸，萃取后进行定型处理并收卷成膜，也可以在萃取后进行拉伸。

随着锂电池应用范围不断扩大，从数码到电动汽车、电动工具等各个方面。对锂电池隔膜的要求也不断提高，传统的聚烯烃多孔膜无法同时满足电性能和安全性的要求。目前很多锂电池隔膜制造厂家和研究机构提出用涂布涂层的方式来提高锂电池的安全性，主流的方式为在聚烯烃隔膜表面涂布一层耐热层，耐热层可以为耐热的无机物例如氧化铝，也可为耐热的有机物，例如芳纶等，但涂布耐热层会堵塞部分聚烯烃隔膜的孔洞，导致电性能的损失。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种具有优良充放电倍率性能的锂电池隔膜及其制备方法。

本发明的第一个方面在于提供一种锂电池隔膜，按重量份计，包括：锂基蒙脱石和聚烯烃树脂，其中，所述锂基蒙脱石和聚烯烃树脂的重量比为1：99-3：1，优选为1：19-1：1，更优选为1：9-1：2，更优选为1：4-1：3。

在一个优选实施例中，所述锂基蒙脱石可以为天然锂基蒙脱石，也可以为钙基蒙脱石和/或钠基蒙脱石经过锂化改性得到的锂基蒙脱石。

在一个优选实施例中，所述锂基蒙脱石的重量含水量为5％-15％，优选为6％-13％，更优选为8％-12％，如9％、10％、11％等。

在一个优选实施例中，所述锂电池隔膜还可以包括无机填料、抗氧化剂、消光剂、成核剂、静电消除剂等添加剂。

在一个优选实施例中，所述锂基蒙脱石的粒径为0.005um-2um，优选为0.01-1nm，更优选为0.05-0.8nm，更优选为0.08-0.4nm，更优选为0.1-0.2nm。

在一个优选实施例中，所述锂电池隔膜的厚度为2-300um，优选为3-150um，更优选为4-100um，更优选为5-80um，更优选为6-50um，更优选为7-30um，如10um、13um、15um、18um、20um。

在一个优选实施例中，所述锂电池隔膜的透气值为50-2000s/100cc，优选为80-1500s/100cc，更优选为100-1000s/100cc，更优选为150-800s/100cc，更优选为200-600s/100cc，更优选为250-400s/100cc。

在一个优选实施例中，所述锂电池隔膜的孔隙率为5％-70％，优选为10％-60％，更优选为13％-55％。