[发明专利]一种多层低温阻隔锂电池隔膜及其制备方法

说明书

本申请公开了一种多层低温阻隔锂电池隔膜及其制备方法。本申请的多层低温阻隔锂电池隔膜包括，微纳层叠技术形成的多层聚丙烯微孔层，及涂布在其至少一个表面的涂层，涂层由熔点低于140℃的聚合物的水分散乳液涂布而成。本申请的多层低温阻隔锂电池隔膜，一方面，微纳层叠技术形成的多层聚丙烯微孔层结构具有更好的安全性；另一方面，在提高隔膜拉伸强度和穿刺强度的同时，可将电池隔膜做到更薄，能满足薄型化高安全的电池隔膜的力学性能和安全性需求；此外，增加的涂层，能在较低温度下闭孔，提高电池安全性。本申请的多层低温阻隔锂电池隔膜强度高、缺陷少、安全性好、成本低，且能满足锂电池隔膜对高安全性、高功能性和低成本的平衡。

技术领域

本申请涉及锂电池隔膜领域，特别是涉及一种多层低温阻隔锂电池隔膜及其制备方法。

背景技术

锂电池隔膜是锂电池中最重要的材料之一，制备安全、环保、低成本的微孔膜是生产过程中的难点。锂电池隔膜需要在安全性、功能性、成本等方面进行平衡，这是未来锂电池隔膜的发展方向和研究重点。

目前，锂电池隔膜的制造方法有湿法和干法两种。为了提高锂电池隔膜的性能，会在隔膜表面涂布功能涂层进行改性，以满足特定需求。湿法制备的锂电池隔膜，一般是在其表面进行陶瓷涂布提高锂电池隔膜的耐温性。干法制备分为干法单拉工艺和干法双拉工艺，干法单拉工艺为现在的主流工艺。干法制备的锂电池隔膜，一般是单层或双层聚丙烯结构，或者聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合结构。

锂电池隔膜的结构与性能对锂电池的安全性至关重要：

1、单层锂电池隔膜容易有少量缺陷，生产制备过程控制难度高；

2、锂电池隔膜越薄，强度越低，需要提高强度来保证安全；

3、湿法锂电池隔膜制备工艺不够环保，成本较高；

4、锂电池隔膜在电池短路升温的初期，如果能够及时断路，进一步停止或者阻止短路，能够极大地提高锂电池的安全性，而现有的锂电池隔膜很难做到。

总的来说，现有的锂电池隔膜制备方法，无论是湿法工艺还是干法工艺，都存在一定的缺陷和不足，难以同时满足制备安全、环保、低成本的生产需求；所制备的锂电池隔膜也难以在安全性、功能性、隔膜成本等方面取得平衡。

发明内容

本申请的目的是提供一种改进的多层低温阻隔锂电池隔膜及其制备方法。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的一方面公开了一种多层低温阻隔锂电池隔膜，该多层低温阻隔锂电池隔膜包括通过微纳层叠技术形成的多层聚丙烯微孔层，以及涂布在多层聚丙烯微孔层至少一个表面的涂层，涂层由熔点低于140℃的聚合物的水分散乳液涂布而成。

需要说明的是，本申请的多层低温阻隔锂电池隔膜，采用微纳层叠技术形成的多层聚丙烯微孔层，一方面弥补了单层微孔膜存在的缺陷，避免了安全隐患；另一方面通过微纳层叠技术，解决了干法膜直通孔较多的问题，本申请的一种实现方式中，可以增加微孔曲折度10％-300％；并提高了拉伸强度、穿刺强度等力学性能，本申请的一种实现方式中，可增加拉伸强度5％-30％。在多层聚丙烯微孔层的基础上，通过表面涂布技术，进一步减少缺陷数量，并提供低温闭孔功能的涂层，本申请的多层低温阻隔锂电池隔膜可以兼顾锂电池隔膜的高安全性、高功能性和低成本，能够满足薄型化高安全的锂电池隔膜对力学性能的需求。

优选的，多层聚丙烯微孔层为微纳层叠技术形成的6-34层层叠的复合结构。

需要说明的是，本申请采用微纳层叠技术形成的6-34层层叠的多层聚丙烯微孔层，制备过程环保安全，产品性价比高；并且，随着层叠的层数增加，抗穿刺、抗撕裂等力学性能提高，缺陷数量也会降低。