[发明专利]一种耐高温聚烯烃隔膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种耐高温聚烯烃隔膜的制备方法，包括：将聚烯烃、无机材料、石蜡油混合，加热熔融、挤出、铸片、拉伸、萃取、干燥、热定型得到复合无机材料基膜；其中，所述无机材料的导热系数≥30W/(m·℃)；将绝缘隔热材料、表面活性剂、助剂和水混合均匀得到涂层浆料；将涂层浆料涂布于复合无机材料基膜的表面得到所述耐高温聚烯烃隔膜。本发明提出的耐高温聚烯烃隔膜及其制备方法，所述制备方法过程简单，得到的聚烯烃隔膜耐高温性好，应用于锂离子电池中能提高锂离子电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池隔膜技术领域，尤其涉及一种耐高温聚烯烃隔膜及其制备方法。

背景技术

近年来，随着新能源汽车这种新兴的战略型产业的崛起，能量密度高、安全性优异、续航里程出色的动力性锂离子电池备受到越来越多的人关注。隔膜作为锂离子电池的四大关键主材(正极、负极、隔膜、电解液)之一，主要起到隔离正负极并允许锂离子自由通过的作用。隔膜尽管并不参与电池中的电化学反应，但直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能。目前行业主要使用的隔膜为聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的聚烯烃隔膜，其中，PE隔膜的熔点约为120℃，PP隔膜的熔点的温度为160℃。众所周知，锂离子电池在过充、过载、撞击、挤压等情况下可能会释放出大量的热量，电池内部的温度迅速上升，聚烯烃隔膜收缩或融化，正负极接触，电池内部短路，最终导致电池内部热失控，甚至引发起火灾及爆炸。

为了提高隔膜的热稳定性，目前业界最实用简单的方法是在隔膜的表面涂覆一层陶瓷层来降低隔膜的热收缩率，提高电池的安全性，但并未从根本上解决电池的安全问题。特别是在极端的情况下，电池内部局部位置短路后，局部温度会迅速上升，局部的热量很容易使对应位置的隔膜温度升高到150℃以上，这样涂覆有陶瓷的隔膜同样会产生局部的热收缩并造成进一步的短路，进而导致热失控，发生安全事故。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种耐高温聚烯烃隔膜及其制备方法，所述制备方法过程简单，得到的聚烯烃隔膜耐高温性好，应用于锂离子电池中能提高锂离子电池的安全性能。

本发明提出的一种耐高温聚烯烃隔膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、将聚烯烃、无机材料、石蜡油混合，加热熔融、挤出、铸片、拉伸、萃取、干燥、热定型得到复合无机材料基膜；其中，所述无机材料的导热系数≥30W/(m·℃)；

S2、将绝缘隔热材料、表面活性剂、助剂和水混合均匀得到涂层浆料；

S3、将涂层浆料涂布于复合无机材料基膜的表面得到所述耐高温聚烯烃隔膜。

优选地，在S1中，所述无机材料为氧化铍、氮化铝、六方氮化硼、碳化硅、氧化镁、氧化铝中的一种或者多种的混合物。

优选地，在S1中，无机材料、聚烯烃的重量比为1：100-1：10。

优选地，在S2中，在涂层浆料中，绝缘隔热材料、表面活性剂、助剂的重量比为10-99：0.1-5：0.1-7。

优选地，在S2中，所述绝缘隔热材料的导热系数≤0.17W/(m·℃)。

优选地，在S2中，所述绝缘隔热材料为有机绝缘隔热材料、无机绝缘隔热材料中的一种或者两种的混合物。

优选地，所述有机绝缘隔热材料为聚酰亚胺、芳纶中的一种或者两种的混合物；所述无机绝缘隔热材料为玻璃纤维、陶瓷纤维、复合硅酸镁铝微粒、复合硅酸盐、纳米孔绝热二氧化硅气凝胶、硅藻土粉末、珍珠岩粉末中的一种或者多种的混合物。

优选地，在S2中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基三甲基溴化铵、十二烷基三甲基氯化铵、聚氧乙烯类非离子表面活性剂、多元醇类表面活性剂、聚醚类非离子表面活性剂中的一种或者多种的混合物。

优选地，在S2中，所述助剂包括黏结剂。